Page 75 - 理化检验-物理分册2021年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202110013

某井 S135 钢级钻杆挤扁原因

高斌强 , 陈 猛 , 赵 梅 1

1
2

( 1. 上海海隆石油钻具有限公司, 上海 200949 ; 2. 上海海隆石油管材研究所, 上海 200949 )
摘 要: 某井钻井作业时发生了多次钻杆挤扁现象。采用宏观观察、 化学成分分析、 力学性能试
验、 金相检验等方法对钻杆挤扁的原因进行了分析。结果表明: 钻杆管体与卡瓦之间的啮合接触不
均匀造成应力分布不均匀, 当局部的接触应力超过了钻杆管体的屈服强度而使钻杆管体发生塑性
变形挤扁, 卡瓦牙板磨损较为严重是导致应力分布不均匀的主要原因。

关键词: S135钢级钻杆; 卡瓦咬痕; 受力不均; 塑性变形

中图分类号: TH142.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 10-0055-05

Flattenin gCausesofS135SteelGradeDrillPi p einaWell

2
,
GAOBin q ian g CHENMen g ZHAOMei
1
1
,

( 1.Shan g haiHilon gPetroleumDrillin gToolsCo. , Ltd. , Shan g hai200949 , China ;

2.Shan g haiHilon gOilTubularGoodsResearchInstitute , Shan g hai200949 , China )

Abstract : Thedrill p i p ewasflattenedman y timesdurin g thedrillin g o p erationinawell.Thecausesofdrill

p i p eflattenin gwereanal y zedb ymeansofmacroobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanical p ro p ert y

testandmetallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthattheunevenmeshin g contactbetweenthedrill p i p ebod y

andthesli p causedtheunevenstressdistribution , whenthelocalcontactstressexceededthe y ieldstren g thofthe

drill p i p ebod ymaterial , thedrill p i p ebod ywasp lasticall ydeformedandflattened.Theseriouswearofthesli p

teethp latewasthemainreasonfortheunevenstressdistribution.

Ke y words : S135steel g radedrill p i p e ; sli pbitemark ; unevenstress ; p lasticdeformation
随着高强度钻杆的成功研发和钻井技术的进一 现象 [ 2-4 ] , 当卡瓦对钻杆的径向应力超过钻杆的挤毁
步发展, 钻井的深度、 水平段的长度等都有了大幅度 强度时, 钻杆将会发生塑性变形而失效 [ 5-6 ] 。某井发
的提高 [ 1 ] 。相关数据统计发现, 2000 年以前, 我国 生了多次钻杆挤扁变形现象, 笔者取回了部分失效

超过7000m 以上超深井的数量仅为3口, 2010年 钻杆并结合实际工况对其进行检验和分析, 以期类

前只有19口, 到2020年, 已超过600口。为了减少 似事故不再发生。
起下钻时间, 提高钻井安全和效率, 现在大部分井区
采用“ 一卡一吊” 的起下钻作业方式, 起下钻时通过 1 理化检验
给卡瓦施加一个横向载荷使其咬入钻杆表层, 通过 1.1 宏观观察
摩擦力克服钻杆的重力载荷。随着井深越大, 井下 钻杆的宏观形貌如图1所示, 一件管体有明显
的钻具所受重力也会越来越大, 井口卡瓦对钻杆的 的塑性变形, 为失效钻杆; 另一件无明显损伤, 为同
夹紧力也必然会增加, 卡瓦咬入的区域通常在距离 批 未 失 效 钻 杆。 钻 杆 规 格 为 ϕ 139.7 mm ×

钻杆接头母端600~900mm 的区域内, 在该区域内
9.17mm , 钢级为S135 , 该批钻杆的订货标准为 API
留下的卡瓦咬痕或者划痕经常会引发钻杆发生刺漏 S p ec5DP-2009 。

为了便于表述, 将失效钻杆管段取名为1号试
样, 未失效钻杆管段取名为2号试样。经观察, 1号
收稿日期: 2021-02-19
作者简介: 高斌强( 1980- ), 男, 工程师, 主要从事产品技术管理 试样发生了塑性变形挤扁, 在挤扁区域的圆周外表
面可见牙痕损伤, 如图2所示。这些牙痕损伤分布
工作, g b q 1201@163.com
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