Page 76 - 理化检验-物理分册2021年第十期

高斌强, 等: 某井 S135钢级钻杆挤扁原因

图1 钻杆样品宏观形貌

Fi g 1 Macromor p holo gy ofdrill p i p esam p les 图4 挤扁区外表面的咬痕宏观形貌

在整个圆周表面, 与起下钻过程中卡瓦咬伤痕迹吻 Fi g 4 Macromor p holo gyofbitemarksontheoutersurfaceof

合。对失效钻杆挤扁部位进行测量, 最大直径为 flattenedzone a No 1andNo 2 b No 3andNo 4

c No 5

146.07mm , 最小直径为135.27mm , 未变形处的直
径为139.97mm 。对未变形处的管体壁厚进行测 1.2 化学成分分析

分别从1号和2号钻杆试样上取样, 采用 ARL
量, 管体壁厚平均值为9.93mm 。

4460OES型直读光谱仪对其进行化学成分分析,
结果见表 1 。可见钻杆管体材料的化学成分符合

APIS p ec5DP-2009标准的要求。
表1 钻杆材料的化学成分( 质量分数)

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofthedrill p i p e

material massfraction %
元素 C Si Mn P S Cr Mo
图2 1号钻杆试样挤扁变形宏观形貌 1号试样 0.25 0.24 0.84 0.008 0.002 1.04 0.48

Fi g 2 Macromor p holo gy ofNo 1drill p i p esam p leafter
2号试样 0.25 0.23 0.86 0.007 0.003 1.14 0.49
flatteneddeformation
标准值 - - - ≤0.020 ≤0.015 - -
仔细观察1号试样挤扁变形区的整个圆周形貌,
可发现钻杆管体挤扁变形不均匀, 一侧变形严重, 另 1.3 力学性能试验
1号试样已经发生了严重的变形, 所以其拉伸
一侧近乎没有变形, 呈近纺锤形, 如图3所示。从图3
还可以看出, 在变形区的内壁, 涂层已损坏、 破裂甚至 和冲击试样无法取样。根据 APIS p ec5DP-2009标

剥落。整个圆周外表面上的卡瓦咬痕深度并不相同, 准, 从2号试样上取全壁厚板条拉伸试样、 V 型缺口
在变形量大的两侧咬痕深, 而在变形位置对应的另一 夏比冲击试样, 从1号和2号试样上取全壁厚圆环
侧位置则咬痕浅, 如图4所示。将外表面的卡瓦咬 硬度试样。分别采用 WAW-600型电液伺服万能试
痕, 按顺时针方向进行编号, 1号咬痕和2号咬痕分 验机、 JBN-300型摆锤冲击试验机和600MRD 型数
别位于最大形变区的两侧, 其中, 1 、 2 、 3 、 5号咬痕所在 显洛氏硬度计进行拉伸、 冲击和硬度试验, 试验结果
位置的钻杆内表面, 涂层均有不同程度的损伤。 见表2和表 3 。由试验结果可知, 与挤扁钻杆同批
次生产的2号钻杆材料的拉伸性能、 冲击吸收能量

符合 APIS p ec5DP — 2009标准要求; 1号钻杆试样

表2 钻杆试样的拉伸性能和冲击吸收能量

Tab 2 Tensile p ro p ertiesandim p actener gy absor p tionofthe

drill p i p esam p le
抗拉强 屈服强 断后伸 夏比冲击吸收
项目
度 / MPa 度 / MPa 长率 / % 能量( -20℃ )/ J
测试值 1042 978 20 109 , 115 , 112
图3 挤扁变形区截面宏观形貌
标准值 ≥1000 931~1138 ≥13 ≥80

Fi g 3 Macromor p holo gy ofcrosssectionofflatteneddeformationzone
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