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地质钻杆和接头常见问题分析

添加时间:2019-02-19
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地质钻杆和接头常见问题分析:


一.振荡、曲折磨损


地质钻杆柱到达临界转速时,会时地质钻杆发作振荡,这个振荡往往会构成地质钻杆曲折、过度磨损、敏捷损害和疲惫损坏。特别是地质钻杆发作两种类型振荡(波节振荡与绷簧摆型振荡)重合时较为晦气。临界转速随钻具的长度、钻具尺度、钻铤尺度和井眼巨细而变化。


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二.拉伸损坏

拉伸损坏常发作在提拉被卡的地质钻杆过程中。当上提拉力超越屈服点时,在地质钻杆壁的较弱部分或较小断面处,会发作“细脖子”变形。假如上提拉力超越刚才的强度,则地质钻杆将被拉断。拉伸损坏一般发作在钻柱的上部。由于上部钻具既要接受压力,又要接受钻柱的重量。


三.疲惫损坏


疲惫损坏是地质钻杆损坏中较常见的。疲惫损坏有三种根本类型:


1、纯疲惫损坏


地质钻杆要接受拉伸、压缩、改变和曲折的周期性应力。拉伸和曲折是较风险的应力。现在,地质钻杆疲惫损坏的首要原因是地质钻杆在曲折井孔中旋转时发作周期性应力所构成的。在曲折的井孔中,即便钻铤有足够的厚度,仍然或许发作疲惫损坏,并且损坏的方位不一定。当地质钻杆发作曲折时,地质钻杆每旋转一圈,其对应的方位会由于重复性的受拉和受压而发作周期性应力。靠近钻铤以上的地质钻杆较或许遭到曲折,由于钻铤具有较大的刚性,能抵抗曲折,曲折将发作在钻铤以上的地质钻杆。一起地质钻杆上的较大应力发作于地质钻杆加厚部位的结尾,约距接头50厘米的方位。如上所述,接头不或许曲折,曲折只能发作在管壁较薄的地质钻杆体上,在这断面变化的方位,起到相似虎钳固定的效果,使它成为曲折力的支点。假如地质钻杆在其全长上均匀地曲折,则效果于地质钻杆上的应力会变得低一些,疲惫损坏的应力周期数可以进步。


决议疲惫损坏的数值有:在地质钻杆曲折处,地质钻杆接受的拉力负荷;钻孔曲折的严重程度;每段地质钻杆在钻孔曲折处的重复应力次数;地质钻杆的尺度及钢材性能。由于地质钻杆所接受的额拉力巨细是疲惫损坏的要害,所以在深井中,上部的钻孔曲折往往成为疲惫损坏的要素。应该指出,只需地质钻杆经过了钻孔曲折处,即便拉力被消除了,积累疲惫损坏仍是存在的,因而假如重复几回经过钻孔曲折处,就有或许会使地质钻杆发作疲惫损坏。同样要看到,一根地质钻杆在某一井内即便没有发作事端,但有或许现已遭到损害。因而。当它再用于同一口井或其他井时,尽管把它接在钻柱顶部,即便效果于地质钻杆上的曲折应力是在额定数值内,也或许使它无法接受,以致构成事端。


此外,还有一些其他原因会构成纯疲惫损坏的曲折应力。例如,任何一根曲折地质钻杆往往都是疲惫损坏的潜在要素。曲折的方地质钻杆会使转盘以下根地质钻杆曲折,一旦这根地质钻杆接受的应力足够大时,就会构成疲惫损坏。天车不对中,也会使地质钻杆发作疲惫损坏,由于它会在方地质钻杆和地质钻杆上构成曲折应力。


2、凹口疲惫破损


地质钻杆外表的不完好,无论是机械加工构成的,仍是冶金过程中构成的,都将大大地影响地质钻杆的疲惫,其影响的程度取决于缺陷的方位、方向、形状和数量。假如凹口坐落地质钻杆上的不是首要应力效果的部位,则对疲惫损坏的影响较微。可是,假如凹口坐落距接头50厘米范围内,由于这个部位是地质钻杆发作较大的曲折应力处,就会成为疲惫损坏的中心。纵向凹口能分散应力而无危害。可是,一种即便是细微的但具有尖利底角的刻痕,也会使应力进步,并且导致损坏。现将几种可构成凹口疲惫损坏的地质钻杆外表情况列举如下:


(1)钢印图案 所有横向印痕都能成为应力集中点。假如在地质钻杆上的不合适方位打钢印,则钢印字体的横向印痕和任意方位的符号会成为地质钻杆疲惫的开始部位。


不允许在地质钻杆体上打印。符号打在具有较大横截面积的地质钻杆加厚消失部位,能安全地吸收所发作的应力。别的,可采用点印号以替代线印号,并使罗马数字钢印顺着地质钻杆纵向排列,也可起到安全符号的效果。


(2)电弧烧伤 假如用地质钻杆作为接地用的搭铁线,往往会使搭铁杆和铁轨间发作电弧而使地质钻杆圆周上被烧伤,这些不易注意到的小凹坑尽管较微小,但在地质钻杆上构成很宽的烧伤带。具有玻璃硬脆性,非常简单加快疲惫损坏。


(3)胶皮护箍槽 在地质钻杆上的胶皮护箍顶部构成的圆周槽是凹口疲惫损坏的另一种原因。


(4)大钳牙痕 在地质钻杆上的各种外表伤痕中,大钳牙痕是较常见和较严重的。可是由于它是纵向的,不与效果应力同一方向,因而对疲惫损坏的危害不大。假如它稍微违背于垂直方向,就较易构成应力集中点。要把钳子打在接头上而不要打在地质钻杆体上,由于它有或许损害地质钻杆。


(5)卡瓦伤痕 转盘卡瓦一般不会在地质钻杆上留有损坏性的伤痕。可是假如卡瓦牙的加工不良,或操作不善,卡瓦牙会咬伤地质钻杆。


(6)地层和井内破碎金属对钻具外表的切开凹口 钻具在井内旋转,外表会与坚固的井壁地层相擦,以至留下圆周刻痕。这种刻痕往往呈三角形,在地质钻杆和钻铤上均为常见。


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3、腐蚀疲惫损坏


这种损坏是现在使地质钻杆早起损坏的普遍原因。腐蚀或许以各种或数种综合的损坏方式(侵蚀、磨坏、疲惫)构成较为严重的损坏。有时,几种腐蚀方式会一起发作,可是一般说来,总是有一种腐蚀方式成为首要损坏原因。


(1)腐蚀剂 影响钻具钢材的首要腐蚀剂有:氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类(氯化物、碳酸盐和硫酸钠、钙、镁)、各种酸类(甲酸、醋酸等)。


(2)影响腐蚀速率的要素


PH值 低PH值的水基泥浆,会下降钻具的疲惫寿数。PH值是操控腐蚀疲惫的首要要素,可是如何精确测定出足以防备疲惫损坏的较低PH值是困难的。许多使用者以为,泥浆PH值低于9.5,会下降钻具的疲惫寿数。


温度 大多数的腐蚀速率会随温度的添加而加快。


流速 跟着泥浆流速的添加会加快腐蚀的速率。


不均匀性 钢材组分或微观结构的局部差异,会添加腐蚀速率。


高应力 一般在接受高应力的部位比低应力部位的腐蚀率快。

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