导向器吊装断裂原因与改进措施.pdf

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1、2O12年第41卷石油矿场机械第1O期第37页o1LFIELDEQUIPMENT文章编号：100l-3482(2012)10—0037—03导向器吊装断裂原因与改进措施刘传刚，孔学云，马认琦，邵明仁，傅文伟(中海油能源发展监督监理技术公司，天津300452)摘要：开窗侧钻井工艺中的导向器在吊装过程中发生断裂事故。分析材料的化学成分、金相组织、力学性能、热处理工艺及管柱受力。断裂原因是：吊装产生的动载荷使导向器受到较大的弯矩，弯曲应力瞬时超过了材料的许用应力；导向器凹槽表面高频淬火硬度较高，且存在缺陷。通过改变吊点位置，加强工艺措施

2、并严格检验，可使该工具顺利吊装并入井。关键词：导向器；吊装；断裂；措施中图分类号：TE921．207文献标识码：AFractureReasonAnalysisandPreventionofWhipstockLIUChuan—gang，KONGXue—yun，MARen—qi，SHAOMing—ren，FUWen—wei(CNOOCEnergyTechnology&ServicesSupervision&TechnologyCo．，Tianjin300452，China)Abstract：TheWhipstockofsidetrac

3、ktoolsisfracturedduringlifting．Thispaperanalyzedthema—terials’fracturemorphology，chemicalcomposition，microstructure，themechanicalpropertiesandalsotheforceanalyzeofthestring．Thereasonofthefractureisthatbiggerbendingmomenthap—penedontheWhipstockbymutativeloadduringtheli

4、fting，andthebendingstresswasgreaterthanthemechanicalstrengthinstantaneous1y．ThehighfrequencyquenchingontheWhipstock‘Ssurfacemakesthehighhardnessandmaterials’defect．Changingthewayoflifting，andstrength—entheprocessmeasures，thetoolwassuccessfullytested．Keywords：whipstock

5、；hoisting；fracture；measure在油田开发生产过程中，开窗侧钻作业是老井分析了原因，并提出了改进措施。利用的一项重要作业，无论是在海上还是在陆地均1断裂过程应用广泛[1]。目前，国外的史密斯、威德福、贝克和斯伦贝谢等公司拥有此项技术，工具及工艺技术比开窗侧钻井工具在试验井进行人井试验过程较成熟。国内多家油田的钻采院也拥有该项技术。中，工具被吊上猫道，在铣锥上端接好提升短节，扣好但是，常规的开窗侧钻作业需要2趟钻_2]，即下人1吊卡。在上提吊卡约20。时，导向器断裂(如图1)。趟锚定及导向器总成，再下入1次开窗铣

6、锥进行开窗作业，作业程序复杂，作业时间长，费用昂贵。如何提高工具使用的便捷性和可靠性是此项技术亟需解决的问题[3]。国家重大专项“海上稠油开发新技术”子课题对此进行了研究，但开窗侧钻用导向器■(以下简称工具)在试验过程中发生断裂事故。本文图1导向器断裂实物收稿日期：2012—0406基金项目：国家科技重大专项“海上稠油开发新技术”(2008ZX05024—003)作者简介：刘传刚(1982一)，男，山东德州人，工程师，硕士，2007年毕业于大连理工大学机械电子工程专业，主要从事海洋油气田钻完井工具设计及应用研究，E-mail：li

7、uchg@cnooc．corn．en。第4l卷第lO期刘传刚，等：导向器吊装断裂原因与改进措施导向器断裂处所受弯矩为按此改进方案，在试验井进行模拟试验。一体M—F×L一9．8×3．5—34．2kN·m式导向器从吊装到运输，从上钻台到下井全过程采式中，F、L如图6所示。用铣锥与导向器一体式连接，按照图8吊点位置进导向器断裂处所受弯曲应力为行吊装。按照此改进方案，导向器工具再次试验时，M成功地实现了工具的整体吊装，没有出现变形和断1一裂现象，同时也证明了此工具可以以整体组合方式式中，w为抗弯截面系数。进行运输及上井服务。由Solidw

8、ork建立导向器断裂处断面二维图导向器顺利下人套管，没有遇阻；铣锥球座正常(如图7)，可得：剪切；锚定部分在设计压力值下完成坐封；整套工具断裂处截面惯性矩为各种功能达到设计要求。一7084731．8mm断裂处面积为4结论S一3389mm。抗弯截面系