焊接修复钻杆的失效分析及预防措施.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2010年6月 第32卷 第3期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI) Jun．2010 Vo1．32 No．3 焊接修复钻杆的失效分析及预防措施 黄 成，何元君 (胜利石油管理局黄河钻井总公司，山东东营257000) 唐洪发 (川厌钻探工程有限公司培训f中心，四川成都61 0059) 王晓晓 (中国石油大学石油工程学院，山东青岛266555) [摘要]概述了摩擦焊修复钻杆的基本情况，通过对胜利油田16起修复钻杆的失效事故进行了统计，分 析发现修复钻杆管体失效事故7O 发生在内加厚过渡区消失部位，失效原因是结构不合理造成应力集中， 产生腐蚀疲劳。钻杆管体中部失效事故占30 ，失效原因是由于磨料磨损造成壁厚变薄及蚀坑造成的腐 蚀共同作用的结果。针对修复钻杆失效的原因，提出了详尽的预防措施和方法。 [关键词]摩擦焊修复钻杆；失效分析；预防；应力集中；腐蚀疲劳 [中图分类号]TE28 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2010)O3一O312一O3 钻杆摩擦对焊是利用钻杆管体与接头端面摩擦生热而融合粘结的一种热压焊接法Ⅲ。我国通过摩擦 对焊修复 127mm钻杆已有十几年的历史。修复了大量的钻杆，解决了钻井急需，大大缓解了钻杆供 求矛盾，在油田广泛使用，创造了很好的经济效益。对焊修复钻杆连续使用几年后相继出现了一些问 题，如管体或内加厚过渡区部位刺穿、刺断等事故，造成了一定的损失。鉴于此，笔者对修复钻杆失效 原因进行了研究分析，找出了解决措施。 1 对焊修复钻杆失效情况统计 钻杆作为钻柱的重要组成部分在井下的受力十分复杂l2]。钻具涡动引起的钻柱与井壁间的摩擦和高 频撞击，钻杆磨损现象十分严重，包括：管体均匀磨损、偏磨、内外表面腐蚀、硬伤等缺陷。如果这样 的钻杆再连续使用上万小时，累计进尺十多万米后，则很可能在薄弱位置发生刺穿、断裂事故。 笔者对胜利油田近年来对焊钻杆管体发生了失效的事故进行了统计。 统计的16起事故全部为管体事故，摩擦焊缝从未出现断裂事故，说明摩擦焊接及感应热处理质量 是有保证的。事故中管体刺漏11次，占总数的70 左右；管体断裂落井5次，占总数的30 左右。事 故发生在管体中间共5次，占总数的30 左右；其余l1次事故全部发生在钻杆管体两端内加厚过渡区 消失处往管体方向lOOmm范围内，占事故总数的7O 左右。 2．失效原因分析 统计分析表明，钻杆失效位置主要在 2处，大部分发生在钻杆内加厚过渡区消失处往管体方向 100mm范围内，少部分在管体中部。 2．1 钻杆内加厚过渡区消失部位失效原因分析 1)结构不合理 从11次钻杆失效位置分析发现，失效位置距吊卡台肩的距离虽不尽相同，但经解 剖发现，此部位恰好在内加厚过渡区消失往管体方向lOOmm范围内。 纵向剖开后，对该部位内加厚过渡区锥面长度内加厚过渡区和该锥面与管体交界处的曲率半径进行 [收稿日期]2010—02一l0 [作者简介]黄成 (1974一)，男，1994年胜利石油学校毕业，工程师，现从事钻井管具的使用与维护工作。 学兔兔 第32卷第 3期 黄成等：焊接修复钻杆的失效分析及预防措施 测量后发现，内加厚过渡区仅有3O～55mm长，有两根竞没有内加厚过渡区，而是直接过渡到管体， 曲率半径R仅为50～100mm左右。资料表明，事故钻杆多是上世纪80年代进口的日本钢管 (NKK) 及西德曼内斯曼的产品而后在1997、1998年切头后重新对焊修复的钻杆。