Page 77 - 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

表3 钻杆试样全壁厚圆环硬度测试结果 标注的1 、 2 、 3 、 4 、 5号咬痕位置取样, 进行金相检验

Tab 3 Hardnesstestresultsoffullwallthickness 和咬痕深度分析, 金相试样用 4% ( 体积分数) 的硝

rin g ofthedrill p i p esam p les HRC
酸酒精溶液浸蚀, 然后在 GX51型倒置金相显微镜
试样编号 位置 测试值
下观察横截面显微组织形貌, 分析结果见表 4 。可
第一象限 33.3 , 33.7 , 32.8
见咬痕处的组织均发生了变形, 但组织无异常, 均为
第二象限 33.6 , 33.3 , 33.0
1号钻杆试样 回火索氏体。
第三象限 33.6 , 33.5 , 33.1
第四象限 32.7 , 32.7 , 33.0
第一象限 31.3 , 31.5 , 31.4
第二象限 32.5 , 33.1 , 32.3
2号钻杆试样
第三象限 33.1 , 33.5 , 32.7
第四象限 33.5 , 32.7 , 33.1
和2号钻杆试样在整个圆周的截面硬度相近, 1号
钻杆在挤扁变形区的硬度与其他区域的硬度没有明
显差异, 比较均匀。
1.4 金相检验
分别从1号钻杆试样变形处和2号钻杆试样管
体上取金相试样, 依照 GB / T13298-2015 《 金属显

微组织检验法》 对其进行金相检验, 金相试样用4%
( 体积分数) 的硝酸酒精溶液浸蚀, 然后在 GX51 型
倒置金相显微镜下观察横截面显微组织形貌, 如图
5所示。 1号钻杆变形处的显微组织与2号钻杆管
体材料的显微组织相同, 均为回火索氏体, 晶粒度为
图5 钻杆试样的显微组织形貌
10级。 Fi g 5 Microstructuremor p holo gy ofthedrill p i p esam p les

在图3和图4所示的1号钻杆试样沿整个圆周 a theNo 1drill p i p e b theNo 2drill p i p e

表4 不同区域咬痕的微观分析结果

Tab 4 Microanal y sisresultsofbitemarksindifferentzones
取样位置 咬痕凹坑特点 最大坑深 / mm 坑底显微组织形貌
1号咬痕处 试样外表面存在多处压痕凹坑 0.95 回火索氏体( 存在流线变形)
2号咬痕处 试样外表面存在多处压痕凹坑 0.89 回火索氏体( 存在流线变形)
3号咬痕处 试样外表面存在多处压痕凹坑 0.54 回火索氏体( 存在流线变形)
4号咬痕处 试样外表面存在多处压痕凹坑 0.41 回火索氏体( 存在流线变形)
5号咬痕处 试样外表面存在多处压痕凹坑 0.79 回火索氏体( 存在流线变形)

具, 139.7mm 钻杆使用的卡瓦实物图见图 6a ), 结
2 分析与讨论
构示意图见图6b )。由图6可知, 卡瓦由3页卡瓦
2.1 材料质量 体组成, 每页卡瓦体上分布有3列牙板, 每列牙板间
通过对失效钻杆试样和同批次钻杆试样的分析 的间距为10mm 。中间卡瓦页与左、 右卡瓦页间的

可知, 钻杆的化学成分和力学性能符合 APIS p ec 牙板间隙为30mm 。当卡瓦坐挂钻杆时, 卡瓦上的
5DP — 2009的要求, 失效钻杆挤扁变形处的硬度和 各牙板与管体均匀接触, 在钻杆本体外表面留下均
组织无异常, 表明钻杆挤扁与材料无关。 匀的咬痕, 即各牙板受力均匀, 图6c ) 所示为现场试
2.2 卡瓦夹持 验卡瓦与钻杆管体正常接触时在管体留下的咬痕
卡瓦是钻井作业中钻具起下钻时常用的井口工 形貌。
5 7