Cause Analysis of a Drill Pipe Body Washout
摘 要
通过钻杆刺缝宏观形貌、断口微观形貌观察及EDS谱分析, 结合钻杆材料的力学性能、化学成分和显微组织分析, 对尺寸为φ127 mm×9.19 mm的G105钢级钻杆管体的刺漏原因进行了分析。结果表明: 该钻杆刺漏属于早期腐蚀疲劳开裂; 钻杆外壁表面受到井下弱酸性液体的腐蚀而存在多个腐蚀坑, 腐蚀坑底部易产生应力集中, 在交变应力的作用下, 多条裂纹分别在腐蚀坑底快速萌生; 钻柱在钻进的过程中存在跳钻及钻柱组合结构中严重的截面突变, 加速了该钻杆疲劳裂纹的扩展; 这些疲劳裂纹不断扩展, 当其中一条裂纹穿透管壁时, 钻杆便发生刺漏。
Abstract
Through the examination of macroscopic morphology of cracks on a drill pipe and microscopic morphology of its fracture, EDS analysis, mechanical property test, chemical composition and microstructure analysis, the washout reasons of the drill pipe with φ127 mm×9.19 mm in size made of G105 steel were analyzed. The results show that the washout of the drill pipe was ascribed to early corrosion fatigue. There were some corrosion pits on the outer wall of the drill pipe body due to the corrosion of weak acid fluid in downhole, which caused stress concentration at the bottom of corrosion pits. Under the action of alternating stress, multiple cracks quickly initiated at the bottom of corrosion pits. The bit jumping during drilling process and serious cross-section mutation of combined drill stem structure accelerated the expansion of fatigue cracks in the drill pipe. When one of the cracks penetrated the pipe wall, washout happened in the drill pipe.
中图分类号 TG142.33
所属栏目 失效分析
基金项目
收稿日期 2012/12/5
修改稿日期 2013/11/28
网络出版日期
作者单位点击查看
备注余世杰(1982-), 男, 江西南丰人, 工程师,博士研究生。
引用该论文: YU Shi-jie,ZHUANG Jia,MIAO Meng,YUAN Peng-bin. Cause Analysis of a Drill Pipe Body Washout[J]. Materials for mechancial engineering, 2014, 38(4): 100~104
余世杰,庄稼,苗濛,袁鹏斌. 钻杆管体刺漏原因分析[J]. 机械工程材料, 2014, 38(4): 100~104
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】李鹤林,李平全,冯耀荣.石油钻柱失效分析及预防[M].北京:石油工业出版社,1999.
【2】吕拴录.一起127.0×9.19 mm IEU G105 内涂层钻杆刺穿事故原因分析[J].石油工业技术监督,2002(4):20-22.
【3】赵鹏.石油钻杆加厚过渡区失效分析及有限元分析的研究现状[J].钢管,2009 (5):28-34.
【4】吕拴录,骆发前,高林,等.钻杆刺穿原因统计分析及预防措施[J].石油矿场机械,2006,35(增):12-16.
【5】API Spec 5DP-2009.Specification for Drill Pipe [S].
【6】王新虎,邝献任,吕拴录,等.材料性能对钻杆腐蚀疲劳寿命影响的试验研究[J].石油学报, 2009, 30(2): 312-316.
【7】冯少波,林元华,施太和,等.钻杆加厚过渡带几何结构对应力集中的影响[J].石油钻采工艺,2006, 28(1):76-78.
【8】张根旺,杨大平,杜春梅,等.从钻杆管体断裂刺漏看推广内涂层钻杆的重要性[J].钢管, 2006(4): 24-27.
【9】苏翼林.材料力学[M].北京:高等教育出版社,1987.
【10】赵国珍,龚伟安.钻井力学基础[M].北京: 石油工业出版社,1988.
【11】章扬烈.钻柱运动学与动力学[M].北京:石油工业出版社,1999.
【12】章杨烈, 肖载阳, 杨晓玉.旋转钻柱振动的研究与分析[J].石油专用管,1994(3):1-7.
【13】林元华,邹波,施太和,等.钻柱失效机理及其疲劳寿命预测研究[J].石油钻采工艺, 2004, 26(1):19-22.
【2】吕拴录.一起127.0×9.19 mm IEU G105 内涂层钻杆刺穿事故原因分析[J].石油工业技术监督,2002(4):20-22.
【3】赵鹏.石油钻杆加厚过渡区失效分析及有限元分析的研究现状[J].钢管,2009 (5):28-34.
【4】吕拴录,骆发前,高林,等.钻杆刺穿原因统计分析及预防措施[J].石油矿场机械,2006,35(增):12-16.
【5】API Spec 5DP-2009.Specification for Drill Pipe [S].
【6】王新虎,邝献任,吕拴录,等.材料性能对钻杆腐蚀疲劳寿命影响的试验研究[J].石油学报, 2009, 30(2): 312-316.
【7】冯少波,林元华,施太和,等.钻杆加厚过渡带几何结构对应力集中的影响[J].石油钻采工艺,2006, 28(1):76-78.
【8】张根旺,杨大平,杜春梅,等.从钻杆管体断裂刺漏看推广内涂层钻杆的重要性[J].钢管, 2006(4): 24-27.
【9】苏翼林.材料力学[M].北京:高等教育出版社,1987.
【10】赵国珍,龚伟安.钻井力学基础[M].北京: 石油工业出版社,1988.
【11】章扬烈.钻柱运动学与动力学[M].北京:石油工业出版社,1999.
【12】章杨烈, 肖载阳, 杨晓玉.旋转钻柱振动的研究与分析[J].石油专用管,1994(3):1-7.
【13】林元华,邹波,施太和,等.钻柱失效机理及其疲劳寿命预测研究[J].石油钻采工艺, 2004, 26(1):19-22.
相关信息