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分析钻杆失效的原因

发布时间:2018-12-14  点击次数:489 次
        在钻井过程中钻头钻杆在钻井过程中重要,为了正确使用各种钻杆产品,那就先了解一下对在使用过程中的钻杆失效的一些分析。
        钻具组合及钻井工艺 
        钻杆作为一个旋转的细长弹性杆件,有其固有振动频率,钻具的组合决定了此固有频率。钻杆旋转时还会产生纵向、横向和扭转3种形式的振动,当它们的频率与固有频率相吻合时则产生共振。共振的结果会在原来钻杆疲劳应力的基础上附加一个额外的疲劳应力,加速钻杆的失效。采用长效螺杆钻杆替代转盘钻定向井、水平井的钻井工艺可以减少钻杆的旋转弯曲疲劳程度。
        钻杆的基本力学工况 
        钻杆在内外充满钻井液的狭长井眼里工作,通常承受压、弯、扭、液力等载荷。如果钻杆所受应力小于每平方米206.8牛顿时,钻杆虽经过无数次的弯曲,也不会产生疲劳裂纹。钻井时钻杆承受弯曲、扭转和拉伸应力组成的复合应力很大,特别是在大位移定向井及水平井中扭矩极大,钻杆在远远小于100万次弯曲次数时便产生疲劳微裂纹;微裂纹产生后便不断扩大延伸,此时如果具有腐蚀作用的高压钻井液进入微裂纹中,就会加速裂纹扩展,最终导致钻井液刺穿钻杆的失效事故。刺穿发展的结果,使钻杆断面不断缩小,刺孔加裂纹的总长度超过其临界裂纹尺寸时,即发生断裂。除旋转向下的运动,同时还有钻杆的各种振动和涡动。
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