Φ127mm×9.19mm S-135钻杆失效行为分析

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• 作者：刘志浩张毅杨志刚张弛
• 会议时间：2009-10-01
• 关键词：S-135钻杆 ; 径向开裂 ; 刺穿失效 ; 钻具设计 ; 含硫腐蚀 ; 断口形貌
• 作者单位：刘志浩,杨志刚,张弛(清华大学材料系,北京 100084)张毅(无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司,无锡,江苏 214028)
• 母体文献：2009中国博士后材料与冶金科学大会论文集
• 会议名称：2009中国博士后材料与冶金科学大会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国博士后科学基金会
• 语种：chi

摘要

国内某油田钻井队使用无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司生产的规格为Φ127mm×9.19mm S-135钢级钻杆在钻气井过程中连续发生了钻杆管体的径向开裂和刺穿失效事故。 为了查明钻杆管体发生失效的原因,对失效钻杆管体的化学成分、力学性能及金楣组织进行了系统的分析。同时,利用体视镜、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱衍射分析仪(EDS)对失效钻杆断口形貌和断口表层产物进行了观察和分析,结果表明:钻杆发生断裂和刺穿失效的根本原因是钻柱组合设计不合理,在钻杆和钻铤之间没有使用加重钻杆,导致钻柱结构受力中性点在钻进过程中上移至钻杆管体,使得钻柱在高钻压下整体状态失稳,钻铤附近钻杆管体发生疲劳开裂和刺穿失效。钻杆钢级相对于所钻井型偏高、未采用内涂层工艺、钻井液中溶解氧和含硫腐蚀介质引发点腐蚀等因素加速了S-135钻杆的腐蚀疲劳失效进程。