The most dreaded form of drill pipe failure is the breaking of drill pipe. The fracture of drill pipe in the process of guiding and directional drilling and laying pipe will cause serious impact on the project, not only the economic loss, but also affect the construction period. Потеря авторитета, последствия невообразимые. Поэтому, как строительное предприятие, мы должны научиться правильно выбирать и использовать бурильные трубы; Как производитель бурильных труб. Мы должны знать особые требования к бестраншейному проектированию бурильных труб, чтобы производить бурильные трубы с высокой прочностью, высокой эластичностью и высокой надежностью.
Причины выхода из строя бурильных труб (в основном переломы):
Помимо качества самой бурильной трубы, основной причиной выхода из строя бурильных труб является неправильная эксплуатация во время строительства.
1. Анализ основных форм и причин разрушения бурильных труб.
Использование бурильной трубы в бестраншейной прокладке. Направленное бурение часто подвергается действию изгибающей силы, а также большой тянущей силы и скручивающей силы. Когда бурильная труба проходит через криволинейный участок, ей приходится изгибаться. С сжимающими напряжениями внутри дуги и растягивающими напряжениями снаружи дуги. Когда бурильная труба вращается на криволинейном участке, стержень подвергается переменному напряжению и давлению. И чем меньше радиус кривизны отверстия, тем больше знакопеременное напряжение.
Исследования показывают, что когда переменное напряжение достигает определенного значения, очень легко вызвать усталостные трещины в бурильной трубе. Начальная усталостная трещина в бурильной трубе очень мала, и ее трудно увидеть невооруженным глазом. Но усталостная трещина развивается очень быстро и в конце концов проявляется в виде внезапного хрупкого разрушения. Результаты испытаний показывают, что усталостное разрушение бурильной трубы при знакопеременном напряжении является основной причиной разрушения бурильной трубы без экскавации. Этот вывод подтверждается тем фактом, что во время строительства направляющих скважин происходит много несчастных случаев с разрушением бурильных труб.
В настоящее время в нашей стране работает множество профессиональных компаний с богатым опытом и высоким качеством бестраншейного строительства. Но больше временных бригад без какого-либо строительного опыта и технологий. О радиусе кривизны бурильной трубы (или скважины) зачастую даже не слышно. Ведущая к бестраншейному строительству является основной техногенной причиной, вызывающей разрушение бурильной трубы.
2. Меры по предотвращению аварийного выхода из строя бурильной трубы
По данным анализа причин отказа бурильных труб, помимо отказов, вызванных нормальным износом. Причины аномальных отказов бурильных труб можно разделить на два аспекта: причины работы рабочих и причины качества бурильных труб. Таким образом, мы можем избежать аварийных отказов бурильных труб, улучшив качество бурильных труб и стандартизировав операции.
3. Улучшить качество бурильных труб.
(1) Выбор материалов бурильных труб: для адаптации к анализу напряжений бестраншейной ориентации. Корпус бурильной трубы для направленно-направленного бурения должен иметь высокую прочность на разрыв, хорошие характеристики изгиба и хорошую ударную вязкость. Материал корпуса стержня следует выбирать в виде бесшовной стальной трубы со структурой из среднеуглеродистого сплава. Элементы сплава должны содержать Cr, Mo и другие элементы для улучшения прочности на разрыв и ударной вязкости материала. А также Mn, Si и другие элементы для улучшения эластичности материала (т. е. характеристик при изгибе). Иногда также содержит микроэлементы B, V и другие элементы для улучшения прокаливаемости материалов. Обычно используемые материалы корпуса стержня: 36Mn2V, 35CrMo, 42MnMo7, 35CrMnSi, 45MnMoB.
Равномерность толщины стенки и дефекты прокатки бесшовных стальных труб, используемых в корпусе штанги, также являются важными факторами, влияющими на качество бурильных труб. Небольшой сталелитейный завод прокатал стальную трубу с одинаковой толщиной стенки, ситуация серьезная. Когда бурильная труба большего крутящего момента, легко в тонкой толщине стенки продольной трещины. Некоторые стальные трубы имеют дефекты, такие как толстая корка и поры, и отсюда легко сломать или дать течь бурильную трубу.
Сила соединения бурильных труб является наиболее сложным, соединительным материалом с высокими механическими свойствами. Большинство соединений бурильных труб изготовлены из пруткового материала 35CrMo или 42CrMo. Но материал ковочного соединения может значительно улучшить его комплексные механические свойства.
(2) Выбор технологии обработки: в настоящее время бестраншейные бурильные трубы в Китае в основном включают цельнокованые бурильные трубы (называемые цельными бурильными трубами), бурильные трубы с высадкой + сваркой трением (называемые бурильными трубами с высадкой). И простая бурильная труба для сварки трением (называемая бурильной трубой для сварки трением).
(3) Обработка секции высадки и утолщения: будь то вся бурильная труба или бурильная труба для высадки сварки. Качество обработки переходного участка между высаженной и невысаженной частью является основным фактором, влияющим на качество высадки. Переходный участок должен быть достаточной длины, а переход толщины стенки должен быть равномерным, гладким и без складок. Для снятия напряжения в ИТД и улучшения его механических свойств корпус штока необходимо обработать осадкой.
(4) тип совместной структуры
- a. Минимум рассеивания напряжений: Испытательные исследования показывают, что усталостное разрушение бурильных труб с бестраншейным и направленным бурением под действием циклического изгибающего напряжения является основным видом разрушения бурильных труб. И этот отказ в основном происходит у основания охватываемого соединения или резьбы бурильной трубы. Концентрацию напряжений можно эффективно снизить за счет создания канавки для распределения напряжений в основании охватываемого соединения бурильной трубы. Тем самым улучшая его способность к изгибу. Кроме того, сопротивление изгибу основания соединения бурильных труб можно улучшить за счет увеличения диаметра резьбы. Конструкция конической резьбы и радиус нижней части резьбы.
- b. Структура «двойной вершины»: так называемая структура «двойной вершины», то есть когда затягивается охватывающая и охватывающая пряжка бурильной трубы. Конец женской пряжки затягивается с плечом мужской пряжки, а внутреннее плечо женской пряжки затягивается с концом мужской пряжки. Бурильная труба с двойной вершиной сложна в обработке, но имеет много преимуществ по сравнению с бурильной трубой с одной вершиной:
- l Хорошая герметизирующая утечка бурового раствора изнутри наружу через две уплотнительные поверхности, сопротивление утечке.
- Бурильная труба с двойной вершиной имеет два устойчивых к кручению заплечика с большей общей площадью контакта, чем обычная бурильная труба, что приводит к большему крутящему моменту.
- l Увеличьте срок службы бурильной трубы. Обычная бурильная труба часто из-за износа соединений конец внутренней пряжки становится тоньше. И охватываемый конус пряжки превращается в раструб, что приводит к выходу из строя всей бурильной трубы. Бурильная труба с двойной вершиной продолжает эффективно функционировать на внутреннем уступе даже после того, как соединение сильно изношено.
(5) Обработка поверхности проволочной пряжки: азотирование поверхности проволочной пряжки может эффективно предотвратить прилипание. Но также улучшите износостойкость проволочной пряжки, чтобы увеличить срок ее службы. Толщина слоя азотирования обычно составляет 0,2-0,3 мм. Если толщина слишком велика, легко получить дробящие трещины.. Если толщина слишком мала, антиадгезионный эффект плохой. Вся бурильная труба не может быть азотирована, а обрабатывается гораздо меньшим слоем.
(6) Точность обработки резьбы: соединительная резьба должна быть обработана с помощью токарного инструмента для формования резьбы на токарном станке с ЧПУ, чтобы обеспечить взаимозаменяемость бурильных труб. Натяжение резьбы соединения должно контролироваться в разумных пределах, чтобы обеспечить хорошее зацепление проволочной пряжки.
4. Совершенствование технологии строительства
- (1) Стандартная операция: Бурильная труба должна использоваться в строгом соответствии. С допустимыми натяжениями, крутящими моментами и радиусами кривизны различных бурильных труб при строительстве. Для строительных предприятий только по стандарту использования бурильных труб. Чтобы эффективно избежать аномального отказа бурильной трубы.
- (2) Роль переходного стержня: при расширении и волочении трубы. Радиус кривизны буровой штанги, соединенной с расширительным долотом, вероятно, будет намного меньше. Чем проектный радиус кривизны отверстия, т.е. Так что бурильная труба находится во вращении и растяжении под действием большего циклического напряжения. Так что его усталостное повреждение, а затем трещина и перелом. Этот тип разрушения возникает на расстоянии 0,3–0,8 м от охватываемого соединения бурильных труб. Путем соединения переходной штанги между общей бурильной трубой и расширительным долотом. Переход небольшой кривизны между расширительным долотом и общей бурильной трубой может быть выдержан переходной штангой, таким образом защищая общую бурильную трубу. Эту функцию переходного стержня пользователи часто упускают из виду. Но это причина многих, казалось бы, необъяснимых прорывов труб.
- (3) Предотвращение нестабильности бурильной трубы: в механике разрыв бурильной трубы представляет собой тонкий стержень. Который имеет тенденцию становиться нестабильным под давлением. Поэтому бурильную трубу в свободном состоянии следует сдерживать на стадии строительства направляющего отверстия для предотвращения. Бурильная труба сломалась из-за коробления. И провал в процессе косого поддомкрачивания. Нестабильность бурильной трубы обычно возникает на участке бурильной трубы между держателем буровой установки и точкой входа. Поэтому длину этого участка следует сократить, насколько это возможно, или принять соответствующие меры ограничения. Во избежание нестабильности разрыва бурильной трубы. Длина свободного участка бурильной трубы должна быть менее 20 диаметров бурильной трубы.
- (4) Использование масла для резьбы: Масло для резьбы хорошего качества может эффективно предотвратить прилипание бурильной трубы, уменьшить крутящий момент скобы, уменьшить износ поверхности пряжки.
- (5) Использование промывочной жидкости: при бурении в слое песка и гравия. Применение высококачественного раствора в качестве промывочной жидкости. Грязь образует грязевую пленку на внешней стенке излома бурильной трубы, играет смазочную роль, снижает крутящий момент бурения, уменьшает износ бурильной трубы. И играет очень важную роль в защите бурильных труб.
- (6) Осмотр бурильной трубы: после того, как бурильная труба использовалась в течение определенного периода времени. Необходимо проверить износ, изгиб и царапины на поверхности разрыва бурильной трубы. Чрезмерный износ, очевидный изгиб и глубокие царапины на поверхности должны быть своевременно устранены. В частности, следует тщательно проверять состояние износа высадочной переходной секции. Который чаще всего изнашивается и ломается.
