双台肩钻杆接头纵向裂纹失效分析_赵金凤

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1、第40卷第2期Vol.40No.22015年2月HEATTＲEATMENTOFMETALSFebruary2015双台肩钻杆接头纵向裂纹失效分析11，2134赵金凤，余世杰，袁鹏斌，王勇，帅亚民(1．上海海隆石油管材研究所，上海200949;2．西南石油大学材料科学与工程学院，四川成都610500;3．华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237;4．上海海隆石油钻具有限公司，上海200949)摘要:在钻井过程中，曾发生数起双台肩钻杆接头产生纵向裂纹引起的钻井事故。为了查明该钻杆接头纵裂的原因，采用宏观和微观形貌、化学成分、力学性能

2、、应力分布有限元模拟等手段对失效接头进行了分析。结果表明，双台肩钻杆接头的结构特点是导致接头失效的主要原因。建议减小接头螺纹锥度以提高接头的抗扭能力，避免失效事故的发生。关键词:纵向裂纹;双台肩钻杆接头;应力分布;失效分析中图分类号:TE92文献标志码:B文章编号:0254-6051(2015)02-0214-07Failureanalysisoflongitudinalcrackondoubleshouldertooljoint11，2134ZhaoJinfeng，YuShijie，YuanPengbin，WangYong，Shuai

3、Yamin(1．ShanghaiHilongOilTubularGoodsＲesearchInstitute，Shanghai200949，China;2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China;3．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，C

4、hina;4．ShanghaiHilongDrillPipeCo．，Ltd．，Shanghai200949，China)Abstract:Severaldoubleshouldertooljointswithlongitudinalcrackresultingindrillingaccidentduringthedrillingprocessofaspecificwell．Inordertofindoutthecauseoflongitudinalcrackonthedoubleshouldertooljoint，failureanal

5、ysisofthefailedjointwascarriedoutbymeansofmacroandmicromorphologyobservation，chemicalcompositionanalysis，mechanicalpropertytestandfiniteelementsimulationofstressdistribution．Theresultsshowthatthestructuralfeatureofdoubleshoulderisthemainreasonleadingtofailureofthetooljoi

6、nt．Itisrecommendedthatreducingthethreadtaperoftooljointcanimprovetheanti-torsioncapacityofjointsandavoidtheoccurrenceoffailure．Keywords:longitudinalcrack;doubleshouldertooljoint;stressdistribution;failureanalysis2013年11月，某油田某钻井队在定向钻进作业故有130多起。过程中，发生6起由于139．7mm(51/2in)双台

7、肩钻此次送检的钻杆接头用于储气库项目井，该井设杆接头大钳空间存在纵向裂纹引起的钻井事故，该接计总深5300m，垂深＜4000m，井身结构为:500m头螺纹类型为DS55。为了查明此次钻杆接头产生纵660．4mm(26in)钻头+2804m444．5mm(171/2向裂纹的原因，避免类似事故的再次发生，笔者对油田in)钻头+3639m311．15mm(121/4in)钻头+螺杆+送检的失效样进行失效分析。139．7mm(51/2in)加重钻杆+139．7mm(51/2in)钻杆。三开时约在3000m处造斜，目前钻至井深约1井况信

8、息3700m时发生卡钻事故，卡钻时还未到达水平段，钻根据井队提供的信息，了解到发生该类事故的井作业暂停，开始解卡(解卡比较困难，约耗时20钻杆接头均为双台肩接头，且事故发生多在定向井天)，解卡并将钻杆提升上