雙臺肩鉆桿接頭縱向裂紋失效分析_趙金鳳

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1、第40卷第2期Vol.40No.22015年2月HEATTＲEATMENTOFMETALSFebruary2015雙臺肩鉆桿接頭縱向裂紋失效分析11，2134趙金鳳，余世杰，袁鵬斌，王勇，帥亞民(1．上海海隆石油管材研究所，上海200949;2．西南石油大學材料科學與工程學院，四川成都610500;3．華東理工大學機械與動力工程學院，上海200237;4．上海海隆石油鉆具有限公司，上海200949)摘要:在鉆井過程中，曾發(fā)生數(shù)起雙臺肩鉆桿接頭產生縱向裂紋引起的鉆井事故。為了查明該鉆桿接頭縱裂的原因，采用宏觀和微觀形貌、化學成分、力學性能

2、、應力分布有限元模擬等手段對失效接頭進行了分析。結果表明，雙臺肩鉆桿接頭的結構特點是導致接頭失效的主要原因。建議減小接頭螺紋錐度以提高接頭的抗扭能力，避免失效事故的發(fā)生。關鍵詞:縱向裂紋;雙臺肩鉆桿接頭;應力分布;失效分析中圖分類號:TE92文獻標志碼:B文章編號:0254-6051(2015)02-0214-07Failureanalysisoflongitudinalcrackondoubleshouldertooljoint11，2134ZhaoJinfeng，YuShijie，YuanPengbin，WangYong，Shuai

3、Yamin(1．ShanghaiHilongOilTubularGoodsＲesearchInstitute，Shanghai200949，China;2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China;3．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，C

4、hina;4．ShanghaiHilongDrillPipeCo．，Ltd．，Shanghai200949，China)Abstract:Severaldoubleshouldertooljointswithlongitudinalcrackresultingindrillingaccidentduringthedrillingprocessofaspecificwell．Inordertofindoutthecauseoflongitudinalcrackonthedoubleshouldertooljoint，failureanal

5、ysisofthefailedjointwascarriedoutbymeansofmacroandmicromorphologyobservation，chemicalcompositionanalysis，mechanicalpropertytestandfiniteelementsimulationofstressdistribution．Theresultsshowthatthestructuralfeatureofdoubleshoulderisthemainreasonleadingtofailureofthetooljoi

6、nt．Itisrecommendedthatreducingthethreadtaperoftooljointcanimprovetheanti-torsioncapacityofjointsandavoidtheoccurrenceoffailure．Keywords:longitudinalcrack;doubleshouldertooljoint;stressdistribution;failureanalysis2013年11月，某油田某鉆井隊在定向鉆進作業(yè)故有130多起。過程中，發(fā)生6起由于139．7mm(51/2in)雙臺

7、肩鉆此次送檢的鉆桿接頭用于儲氣庫項目井，該井設桿接頭大鉗空間存在縱向裂紋引起的鉆井事故，該接計總深5300m，垂深＜4000m，井身結構為:500m頭螺紋類型為DS55。為了查明此次鉆桿接頭產生縱660．4mm(26in)鉆頭+2804m444．5mm(171/2向裂紋的原因，避免類似事故的再次發(fā)生，筆者對油田in)鉆頭+3639m311．15mm(121/4in)鉆頭+螺桿+送檢的失效樣進行失效分析。139．7mm(51/2in)加重鉆桿+139．7mm(51/2in)鉆桿。三開時約在3000m處造斜，目前鉆至井深約1井況信

8、息3700m時發(fā)生卡鉆事故，卡鉆時還未到達水平段，鉆根據(jù)井隊提供的信息，了解到發(fā)生該類事故的井作業(yè)暫停，開始解卡(解卡比較困難，約耗時20鉆桿接頭均為雙臺肩接頭，且事故發(fā)生多在定向井天)，解卡并將鉆桿提升上