Почему сломалась бурильная труба API? Как этого избежать?

содержание

Наиболее опасной формой поломки бурильной трубы является разрыв бурильной трубы. Разрушение бурильной трубы в процессе направляющего и наклонно-направленного бурения и укладки трубы окажет серьезное влияние на проект, не только экономический ущерб, но и повлияет на период строительства, потерю доверия, невообразимые последствия. Поэтому, как строительное предприятие, мы должны научиться правильно выбирать и использовать бурильные трубы; Как производитель бурильных труб, мы должны знать особые требования бестраншейной техники к бурильным трубам, чтобы производить бурильные трубы с высокой прочностью, высокой эластичностью и высокой надежностью.

Причины выхода из строя бурильных труб (в основном излом): 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.

The api drill pipe used in trenchless guiding and directional drilling is often subjecting to the action of bending force as well as large pulling force and torsion force. Когда бурильная труба проходит криволинейный участок, она изгибается под действием сжимающих напряжений внутри дуги и растягивающих напряжений снаружи дуги.

При вращении бурильной трубы на криволинейном участке штанга испытывает знакопеременные напряжения растяжения и давления, причем чем меньше радиус кривизны скважины, 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, наконец, 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 бригаде бестраншейного строительства в нашей стране много профессиональных компаний с богатым опытом и высоким качеством, но больше временных бригад без какого-либо строительного опыта и технологий, о радиусе кривизны бурильной трубы зачастую даже не слышно ( или буровая скважина), приводящая к бестраншейному строительству, является основной техногенной причиной, вызывающей разрушение бурильной трубы.

2. Меры по предотвращению аварийного выхода из строя бурильной трубы

Согласно анализу причин отказа бурильных труб, в дополнение к отказу, вызванному естественным износом, причины ненормального отказа бурильной трубы можно разделить на два аспекта: причины работы рабочих и причины качества бурильной трубы. Таким образом, мы можем избежать аварийных отказов бурильных труб, улучшив качество бурильных труб и стандартизировав операции.

Буровая труба API
Буровая труба API

3. Улучшить качество бурильных труб.

(1) Выбор материалов бурильных труб:

Чтобы адаптироваться к анализу напряжений бестраншейной ориентированной и наклонно-направленной бурильной трубы, корпус бурильной трубы должен обладать высокой прочностью на растяжение, хорошими характеристиками изгиба и хорошей ударной вязкостью. 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 растяжение и ударной вязкости материала, а также Mn, Si и другие элементы для улучшения эластичности материала (т. е. характеристик на изгиб). 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. Толщина стенки стальной трубы из проката на маленьком сталелитейном заводе однородная, ситуация серьезная, когда бурильная труба с большим крутящим моментом, легкая 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.

Drill pipe joint force is the most complex, joint material high comprehensive mechanical properties. Большинство соединений бурильных труб изготовлены из пруткового материала 35CrMo или 42CrMo, но материал кованого соединения может значительно улучшить его комплексные механические свойства.

(2) Выбор технологии обработки:

В настоящее время бестраншейная бурильная труба в Китае в основном включает цельную кованую бурильную трубу (называемую цельной бурильной трубой), бурильную трубу с осадкой и сваркой трением (называемую бурильной трубой с обсадной сваркой) и бурильную трубу с простой сваркой трением (называемую сваркой трением). бурильная труба).

(3) Обработка участка высадки и утолщения:

Будь то целая бурильная труба или бурильная труба с осадкой, качество обработки переходного участка между высаженной и не высаженной частями является основным фактором, влияющим на качество осадки. 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. Корыто рассеяния напряжения: Испытательные исследования показывают, что усталостное разрушение бурильной трубы для бестраншейной направляющей и наклонно-направленной бурильной трубы при циклическом изгибающем напряжении является основным видом разрушения бурильной трубы, и это разрушение в основном происходит в основании охватываемого соединения или резьбы бурильной трубы. Концентрация напряжения может быть эффективно снижена за счет проектирования канавки для рассеивания напряжения в основании охватываемого соединения бурильной трубы, что улучшает ее способность к изгибу. Кроме того, сопротивление изгибу основания соединения бурильной трубы может быть улучшено за счет увеличения диаметра резьбы, конструкции конической резьбы и радиуса нижней части резьбы.

b. Структура «двойной вершины»: так называемая структура «двойной вершины», то есть, когда бурильная труба с внутренней и наружной пряжкой затягивается, конец внутренней 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. Обычно бурильная труба часто из-за износа соединения, конец охватывающей пряжки становится тоньше, а охватываемая пряжка 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, а также повысить 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:

Совместная резьба должна быть обработана с помощью токарного станка 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 работа:

Бурильная труба API должна использоваться в строгом соответствии с допустимым натяжением, крутящим моментом и радиусом кривизны различных бурильных труб при строительстве. Для строительных предприятий только в соответствии со стандартным использованием бурильных труб, чтобы эффективно избежать ненормального выхода из строя бурильных труб.

(2) Роль переходного стержня:

При расширении и протяжке трубы радиус кривизны буровой штанги, соединенной с расширяющим долотом, вероятно, будет намного меньше расчетного радиуса кривизны скважины, т. е. r , так что бурильная труба при вращении и растяжении под действием больших циклических нагрузок, так что ее усталостные повреждения, а затем трещины и разрушения. Этот тип разрушения возникает на расстоянии 0,3–0,8 м от охватываемого соединения бурильных труб. Путем соединения переходного стержня между обычной бурильной трубой и расширительным долотом переход малой кривизны между расширяющим долотом и общей бурильной трубой может проходить через переходной стержень, тем самым защищая общую бурильную трубу. Эта функция переходного стержня часто упускается из виду пользователями, но она является причиной многих, казалось бы, необъяснимых разрывов труб.

(3) Предотвращение нестабильности бурильной трубы:

Бурильная труба в механике представляет собой тонкий стержень, который имеет тенденцию становиться нестабильным под давлением. Следовательно, бурильная труба в свободном состоянии должна быть сдерживающей на этапе строительства направляющей скважины, чтобы предотвратить коробление и разрушение бурильной трубы в процессе наклонного домкрата. Неустойчивость бурильной трубы обычно возникает на участке бурильной трубы между держателем буровой установки и точкой входа, поэтому длину этого участка следует максимально укоротить или принять соответствующие меры сдерживания. Во избежание нестабильности бурильной трубы длина свободного участка бурильной трубы должна быть менее 20-кратного диаметра бурильной трубы.

(4) Использование резьбового масла:

Резьбовое масло хорошего качества может эффективно предотвратить прилипание бурильной трубы, уменьшить крутящий момент скобы, уменьшить износ поверхности пряжки.

(5) Использование моющей жидкости:

При бурении в песчаном и гравийном слоях применение высококачественного бурового раствора в качестве промывочной жидкости. Грязь образует грязевую корку на внешней стенке бурильной трубы, играет роль смазки, снижает крутящий момент при бурении, уменьшает износ бурильной трубы и играет очень важную роль в защите бурильной трубы.

(6) Осмотр бурильных труб:

После того, как бурильная труба использовалась в течение определенного периода времени, необходимо проверить износ, изгиб и царапины на поверхности бурильной трубы. Чрезмерный износ, очевидный изгиб и глубокие царапины на поверхности должны быть своевременно устранены. В частности, следует тщательно проверять состояние износа переходной секции обсадки, которая часто наиболее подвержена износу и поломке.

Поделитесь этим постом

Contact Us

связаться с нами