高密度钻井液润滑下套管磨损实验研究

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钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

通过改变接触力、摩擦时间、钻杆转速、钻井液黏度等试验参数，在不同的工况下分别进行单因素钻杆转速为６试验。其中，接触力为９５０Ｎ；０～４０～／；调配的钻井液塑性黏度约为２８０ｒｍｉｎ０１０～７ ·ｓ；钻杆总转数 ≥１根据目测套管磨损ｍＰａ０万转，状况适当增加或减少磨损行程。试验考察的套管磨损指标主要为：磨损厚度、磨损率和摩擦因数。其中，磨损厚度数据在试验过程中能够得到自动记录；精确分析采用高精密电子天平测量并计算出套管的磨损量。磨损率定义为每千米摩擦行程套管的磨损质量。
ＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＦｒｉｃｔｉｏｎａｎｄＷｅａｒｆｏｒＤｒｉｌｌＰｉｅａｎｄＣａｓｉｎｐｐｇ
，，，ＬＩＡＮＧＥｒｕｏＷＡＮＧＺｈｏｎｍｉｎＬＩＵＹｉｎＬＩＧｕｏｉｎｇｇｇｑ
３。／为１．０６ｇｃｍ
到突破的前提。本文拟采取试验研究方法，以非加重水基钻井液作为试验介质，分析套管磨损随接触载荷、摩擦行程、钻杆转速、钻井液黏度等因素变化的一般规律；探讨套管出现剧烈磨损的原因，对钻井参数的优选提出建议。研究结论为不同工况下的套管磨损预测和防磨减磨设计提供参考依据。
：ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｂｅｔｗｅｅｎｄｒｉｌｌｉｅａｎｄｃａｓｉｎｄｏｗｎｈｏｌｅｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆ－ｐｐｇ，／ｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｄｒｉｌｌｉｅｃａｓｉｎｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｔｅｓｔｉｎｍａｃｈｉｎｅｔｅｓｔｆｒｉｃｔｉｏｎｐｐｇｇ，，，，ｓｔｒｏｋｅｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｅｅｄｔｈｅｏｆｄｒｉｌｌｉｅｖｉｓｃｏｓｉｔｏｆｄｒｉｌｌｉｎｆｌｕｉｄｓｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅｐｐｐｙｇｐ，ａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓｏｎｃａｓｉｎｗｅａｒ．Ｔｈｅｃａｓｉｎｗｅａｒａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｒｏｋｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｗｅａｒｒａｔｅｇｇ，ａｎｄｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｓｈｏｗｅｄａｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉＣｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｐ．ｇｏｖｅｒａｌｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｆｌｕｉｄｖｉｓｃｏｓｉｔｈｅｌｅｄｔｏｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｒｕｎｎｉｎ－ｇｙｐｇ／ｉｎｅｒｉｏｄａｎｄｒｅｄｕｃｅｃａｓｉｎｗｅａｒ．Ｄｒｉｌｌｉｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｅｅｄｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ１４０ｒｍｉｎ，ｔｈｅｓｅｅｄｉｎ－ｐｇｐｐｐｐ，ｃｒｅａｓｅｃａｕｓｅｄｂｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｉｒｗａｓｒａｄｕａｌｌｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈａｔａｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｙｐｇｙｇｒｏｗｔｈｅｘｉｔｅｄｉｎｃａｓｉｎｗｅａｒｒａｔｅ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｓｔｕｄｏｆｔｈｅｃａｓｉｎｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｆｏｒｔｈｅｃａｓ－ｇｇｙｙｇｉｎｗｅａｒｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉｆｒｉｃｔｉｏｎｔｏｏｔｉｍｉｚｅｔｈｅｄｅｓｉｎｔｏｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．ｇｐｐｇｐ：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｃａｓｉｎｒｉｌｌｉｅｗｅａｒｔｅｓｔｉｎｇｄｐｐｇｙ超深井和大位移井的钻探过程中，套管在深井、磨损问题一直很突出。套管磨损后其承载能力降低，给后续的钻完井、采油及修井均带来重大影响。准确把握套管的磨损规律对套管磨损预测和减磨设计都具有指导意义。研究表明，套管磨损是由钻杆旋转产生，主要受到接触载荷、摩擦行程、钻杆转速、

超级13Cr油管在P110套管中往复磨损实验研究

超级13Cr油管在P110套管中往复磨损实验研究张福祥;杨向同;钱智超;李臻;窦益华【摘要】采用曲柄结构往复式磨损试验机对超级13Cr钢进行磨损实验,研究不同的接触力以及不同的摩擦频率对超级13Cr钢磨损性能的影响.实验结果表明,失重量及磨损效率都随着摩擦副的接触力的增大而增大,失重量及磨损效率也都随着摩擦频率的增大而增大.而摩擦系数随着接触力和摩擦频率的改变变化不大.采用SEM 观察并分析磨损表面形貌,探讨磨损机理.表明超级13Cr油管与P110套管之间的磨损机理以黏着磨损为主,表面形貌为片状剥落和犁沟共存.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)036【总页数】5页(P189-193)【关键词】超级13Cr油管;P110套管;往复磨损;磨损效率【作者】张福祥;杨向同;钱智超;李臻;窦益华【作者单位】中国石油塔里木油田公司,库尔勒841000;中国石油塔里木油田公司,库尔勒841000;中国石油呼和浩特石化公司,呼和浩特010070;西安石油大学机械工程学院,西安710065;西安石油大学机械工程学院,西安710065【正文语种】中文【中图分类】TH117.1在起下钻过程或轴向压力作用下油管发生屈曲变形后，套管与油管之间往往会发生往复式磨损[1]，造成局部管壁均匀减薄。

尤其在深井、超深井高温高压环境中，由于壁厚减薄引起油井管的抗内压或抗外挤能力降低，将直接影响管柱安全。

超级13Cr钢由普通13Cr添加Ni、Mo、Cu等元素发展而成[2]。

同时，超级13Cr钢中的碳含量减小到0.03%左右，抑制了Cr析出为Cr的碳化物。

Cr含量稳定在较高的水平，有效地防止了腐蚀的发生；因此超级13Cr油管在高温、高压高酸性油气井得以广泛应用。

P110套管用钢是目前常用的API 5CT标准油套管用钢[3]，在目前的油井管使用中得到了大量的应用[4]。

但如果超级13Cr油管与P110套管之间发生摩擦磨损就会给安全生产带来很大的风险。

钻杆-套管往复磨损研究

１前言
随着钻采工艺不断进步．深井及超深井已成为大的发展趋势。在深井、超深井钻井过程中，由于岩层的岩性和压力情况复杂，井下的情况也十分复杂，钻具在井中旋转以及起下钻时都不可避免会对套管柱内壁造成磨损。根据以往的研究和对现场套管受损后的观察普遍认为：大部分磨损是由于钻杆旋转造成的，但是由于钻杆往复移动造成的磨损也是不容忽视的。随着深井、超深井钻井过程中起下钻次数越多，钻杆与套管的磨损行程越长，套管磨损也就越严重。钻杆与套管的磨损的主要影响因素有很多，首先是狗腿度的影响，狗腿度越大，钻杆与套管的接触力就越大，磨损就越严重；其次是起下钻速度的影响，起下钻速度越大，但为时间的磨损量就越大；最后是泥浆的影响，不同的介质润滑作用不同，因此对磨损的状况影响很大。根据摩擦学的基本原理．一对摩擦副的磨损机理有很多种，主要有粘着磨损、磨粒磨损、犁削磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等。由于井下的工况十分复杂，故钻杆与套管的存在不止一种的磨损机理，而是几种机理共同作用。本文旨在通过实验考察不同泥浆密度下套管的磨损状态变化。２实验方案及实验准备实验在由西安石油大学与济南竞成测试技术有限公司联合研制的ＭＭＦ一３油套管柱（汇）往复式磨损试验机上进行。实验主要考察钻杆与套管在不同比重的水基泥浆下的摩擦系数及磨损效率。本实验的套管材料为国内最为常用的Ｐｌ１Ｏ材料．钻杆材料选取为￥１３５材料。原材料均取自实际工况下。由试验机的厂

钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究

钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究
韩秀明樊建春张来斌
（国石油大学机电学院，京昌平）中北摘要在深探井钻井过程中，管磨损问题越来越引起广泛重视。钻井液作为套管和钻杆之间的介质，究套研其黏度对套管和钻杆磨损的影响具有重要的现实意义。采用磺化水基钻井液，对钻井液的黏度进行了一系列不针同工况下的套管和钻杆磨损实验。结果表明，水在钻杆接头和套管之间的磨损中，磨效果最差，管磨损表面清减套呈现大量的剥落坑；管和钻杆的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果，现了大量的剥落和球套出状颗粒；黏度钻井液比低黏度的钻井液润滑作用强，此钻井液黏度越高，管和钻杆的摩擦系数越低，缓了高因套减
钻杆接头为ＡＩ１５钻杆（硬度为ＨＲＣ２）均Ｐ￥３其３０，
在不同的工况下，研究了不同黏度的钻井液对
套管和钻杆磨损情况的影响，试验方案见表２。实验数据处理主要利用室内现有条件，磨屑对
做光学显微镜扫描分析，对典型区域进行扫描电并
为深井和超深井钻井中使用量最大、损问题最突磨出的材料类型，使实验条件更符合实际情况。首先研究清水对套管的磨损情况，与钻井液对套管磨损情况进行比较，使实验数据更具说服力，再

深井超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述

磨损机理及试验方法的发展趋势。
‘
图分类号：Ｅ３．０Ｔ９１２１
文献标识码：Ａ
Ｓｍｍａｙｏａｉｇｗｅｒｍｅｈｎｓｎｅｔｒｓａｃｎｄｅ＆ｕｔａｄｐｗｅｌｕｒｆｃｓｎａｃａｉｍａｄｔｓｅｅｒｈｉｅｐｌｒ－ｅｌ
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ＹＵｕ— ｕｎ，ＨｉａＺＨＡＮＧａ— ｉＦＡＮｉｎｃｕｙＬｉｂｎ，Ｊａ —ｈｎ
（ｌｅｅｏｃａｉａｎｅｔｏｉｇｉｅｒｎＣ０ｌｇｆＭｅｈｎｃｌａｄＥｌｃｒｎｃＥｎｎｅｉｇ，ＰｅｒｌｕＵｎｖｒｉｙｏｉａ（ｉｉｇ）ｔｏｅｍｉｅｓｔｆＣｈｎＢｅｊｎ，Ｂｅｊｎ０２９ｉｉｇ１２４，Ｃｈｎ）ｉａ
深井超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述
于会媛，来斌，建春张樊
（国石油大学（京）机电工程学院，０２９中北１２４）
摘要：深井、深井钻井过程中，在超套管磨损是个不客忽视的问题。文章概述了近年来套管磨损的国内外研究现
ｌｚｄ．ＩｈｓｐｐｅｈｅｄｖｌｐｍｅｒｎｄｏａｉｇｗｅｒｍｅｈａｓａｅｔｍｅｈｏｄＳｄｓｕｓｅｓｗｅ１ｖｅｎｔｉａｒｔｅｅｏｎｔｔｅｆｃｓｎａｃｎｉｍｎｄｔｓｔｓｉｉｃｓｄａｌ．
ｐａｅｈｅｒｃｎｔｙｏｈｅｒｓａｃｆｔａｉａｔｈｏｅａｄａｏｄｉｅｅｄ．Ｔｈｅｐｐｅｎ — ｐｒｔｅｅｔｓｕｄｆｔｅｅｒｈｏｈｅｃｓｎｇｗｅｒａｍｎｂｒａｓｒｖｉｗｅａｒｉｄｉｃｔｓｔｔｔｘｉｔｎａｉｇｗｅｒｔｏｒｎｄｔｓｅｈｏｒｓｎｔｓｍｅｐｏｂｅｎｅｐａｎｎｈａｉｇａｅｈａｈｅｅｓｉｇｃｓｎａｈｅｙａｅｔｍｔｄｓｐｅｅｏｒｌｍｓｉｘｌｉｉｇｔｅｃｓｎ

影响套管磨损的因素_磨损预测及剩余强度分析

。
,
提出精度
恋 , 钥级对恋甘扭的影晌
不同钢级的套管磨损速度也不同
三种钢级的套管
,
。
高形式简单的磨损套管抗内压强度计算公式
对于
、、
结论
钻井期间影响套管磨损的主要因素为
磨损的最快
。
,
次之
,
最
钻杆与套
。
慢似
。
这说明磨损程度和硬度成反比
钻杆与套管的接触力
狗腿严重度
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、
泥装成分和套管钢级
介绍了套管磨损的预浏方法
介绍了套带磨拐时其钊余往度的影响
。
套管磨损
影响因素
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深井
、
管内壁的磨损越严重超深井钻井过程中老井改造中
该项目结题以后
根据项目己经
,
批研究成果实现了产业化
益
。
取得了较大的经济和社会效
奠定的基础
,
对研究内容进行了持续的研究
取得了重要
上述各项研究成果除项外
均已实现了成果转让
,
表示
钻杆的旋转和起下钻作业都不

技术套管磨损程度预测技术探讨

技术套管磨损程度预测技术探讨摘要：在长水平段水平井或大位移水平井的水平段钻进过程中，上部造斜点和入窗处的大斜度井段由于接触力较大通常会引起技术套管产生严重的磨损问题，造成套管强度受到破坏。

文章假设磨损截面为月形条件下，根据磨损截面的几何关系，构建套管磨损深度与体积之间的关系。

同时，根据能量原理，即套管内表面的磨损体积与旋转钻具在相同位置所作的功成正比，建立了技术套管磨损体积与井眼轨迹、钻具组合、机械钻速、转速、钻进井段长度及套管磨损系数之间的函数关系。

利用联立方程进行技术套管磨损程度预测，并简要说明套管防磨技术法。

关键词：套管磨损；预测；防磨中图分类号：tm216+.5 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数在长水平段水平井或大位移水平井的水平段钻进时，由于裸眼井段长、井斜角大，技术套管的磨损是一个不容忽视的问题。

钻具接头磨损套管的主要有黏着磨损、磨料磨损及犁削三种形式。

套管磨损主要产生于钻具接头对套管壁的相对转动过程中，而起下钻作业和钻具的往复运动对套管磨损的影响要小得多；在井眼曲率较大之处，钻杆与套管之间接触力较大，易引起大的磨损。

钻杆在井内的运动状态非常复杂，有自转、公转（涡动）、纵向振动、扭转振动、横向振动等方式，几种运动方式的叠加加速了钻杆和套管的磨损。

国外对套管磨损研究是在定向井技术大规模应用时展开的，起步比较早[1-3]。

取得的主要成果有：（1）钻井液能在钻具接头与套管之间形成一层膜，无论对减磨还是对润滑都有重要的作用；（2）根据实验研究表明，高钢级套管比低钢级套管更易磨损，套管在油基钻井液中比在水基钻井液中更易磨损；（3）套管磨损在造斜点及套管鞋比较严重；（4）提高钻具接头表面的光洁度和钻井液密度，减少接触力，可以缓解套管磨损；（5）钻杆/套管保护器对套管防磨的效果并不可靠。

国内对套管防磨展开研究起步相对较晚[4]，主要的研究内容有：（1）深井、超深井及大位移井套管磨损机理及预测技术；（2）新型套管防磨接头的研制与应用；（3）钻井液加重剂的减磨性能。

井下套管摩擦磨损研究概述

磨损机理共同作用的结果。钻杆与套管之间的磨损机理可分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。（１）钻杆接头与套管表面直接接触在一起产生研磨时，主要发生的是磨粒磨损和粘着磨损。在钻井过程中，当旋转的钻杆接头表面硬化带较为粗糙时，与套管表面接触时会发生磨粒磨损。当钻杆与套管接触力逐渐增大到一定程度时，摩擦副接触表面的凸起或磨粒磨损产生的犁沟互相接触，因产生极高的接触
４结论
．
由上述研究成果可知尽管国内外在油管和套管的摩擦磨
图２－１套管月牙形磨损示意图
损方面做了大量的研究，但都是单独研究的。由于屈曲而使套管产生的轴向摩擦磨损研究却很少有人做过。因此，对于井下套管的磨损研究十分必要。基于上述分析。探求油套管在井下摩擦磨损的产生和发展机制，为研究减缓油套管磨损提供理论依据，并且对工程实践中的磨损防护工作有着重大意义。参考文献：［１］杨龙，冯耀荣，李鹤林等．石油管工程技术进展及发展展
（２）当钻杆接头与套管接触表面受到交变载荷作用，产生疲劳裂纹，这时疲劳磨损为主要磨损类型。钻杆表面硬质凸起或
大多集中在以力学分析为基础的计算讨论上，而对套管磨损的
试验研究尤其是套管的轴向摩擦磨损研究却很少。
介质中的硬质颗粒滑过套管表面时，套管表面接触点受到极大接触应力发生塑性变形，在钻杆周期性载荷的作用下，表面组织
，
在完井和采油过程中，油管、钻杆不可避免地会与套管发生接触，因此与套管存在磨损。油井在下入套管后，开始受到钻

钻杆套管磨损机理分析及实验研究

钻杆套管磨损机理分析及实验研究作者：马鑫李明飞秦彦斌来源：《科技视界》2016年第07期【摘要】套损是油田开发过程中的普遍现象，会造成巨大的损失及许多令人意想不到的负面影响。

导致石油套管损坏的主要原因很多，由于套管磨损致其强度降低是主要原因。

针对该问题，本文在分析套管磨损机理、磨损因素、磨损模式的基础上，利用环块式磨损试验机，在水基泥浆中，进行了不同钢级套管的磨损实验。

确定了套管磨损程度预测所需的摩擦系数和磨损效率，证实此条件下钻杆套管间的磨损机理，确定了套管磨损机理和磨损程度的关系。

【关键词】磨损机理；磨损试验；磨损程度随着石油工业的发展，套损是油田开发过程中的普遍现象，且呈日益上升趋势。

石油套损问题所产生的损失是巨大的且会带来许多令人意想不到的负面影响。

针对套损，有许多学者做过一些研究，取得一些成果。

经分析归纳，导致石油套管损坏的主要原因是由于套管磨损致其强度降低。

1 套管磨损机理分析磨损是相互接触的物体在相对运动中表层材料不断损伤的过程，它是伴随着摩擦而产生的必然结果。

凡两个相互接触相对运动的表面，都不免要发生摩擦，有摩擦就有磨损发生。

套管磨损的主要原因是由于与套管接触的物体施加给套管的综合的力造成的。

套管磨损按失效的基本类型可分为：磨粒磨损、黏着磨损、犁削磨损、表面疲劳磨损、冲刷磨损和腐蚀磨损等。

主要为磨粒磨损和粘着磨损。

套管磨损的机理十分复杂，通常是几种或多种磨损形态同时作用的结果。

磨损的形式多种多样，但主要磨损形式还是月牙磨损，回收套管中有50%是月牙形状的磨损。

1.1 磨粒磨损磨粒磨损是最普遍的磨损形式。

据统计，在生产中因磨粒磨损所造成的损失占整个磨损损失的一半左右，因而研究磨粒磨损有着重要意义。

一般来说，磨粒磨损的机理是磨粒的犁沟作用，即微观切削过程。

显然，材料相对于磨粒的硬度、载荷以及滑动速度起着重要的作用。

钻井过程中，钻杆硬化接头表面的微凸体和钻井泥浆当中较硬的固体颗粒与套管内壁的接触，这种接触会造成套管的磨粒磨损。

油田井下套管损坏定量化检测与评估专题技术研究

油田井下套管损坏定量化检测与评估专题技术研究——依据相关参考文献调研编辑整理陈国华大庆油田井下套管损坏定量化检测与评估专题技术研究随着现代工业和科学技术的发展，套管/测试件无损检测取得了长足的进步。

无损电磁探伤等测井仪器不断推陈出新，如机械井径测井、多触点成像仪、成像井径测井仪、多频电磁厚度检测仪、瞬变电磁探伤测井、管柱分析测井仪、圆周声波扫描仪、超声波套管成像仪以及井下成像系统等。

其测井资料逐渐向自动化、计算机化、可视化、成像化发展; 而理论与实践上也是百家争鸣（如对电磁探伤测井方法的定量与定性评价不同认识），计算机技术、模式识别、反演技术、人工智能、神经网络技术、小波技术，以及各种数据处理理论和技术广泛应用于套管/测试件检测领域。

同时，随着诸如交流磁场检测、金属磁记忆检测技术的发展，各种数值模拟仿真技术的应用也得到了业界前所未有的高度重视，这也是未来研究套管/测试件无损检测手段的重要发展方向。

一、井下套管/测试件的重点研究专题当代井下套管/测试件无损检测缺陷可分为识别、定位、定量评价和预报四项专题研究。

1、缺陷识别所谓缺陷识别就是判断待套管/测试件中是否有缺陷；2、定位识别定位就是确定缺陷在套管/测试件中的位置;3、电性、几何（缺陷几何结构）参数评价定量化就是在允许的误差范围内确定缺陷的形状和参数（电性、几何）;4、套损预报所谓“预报”，指材料的损伤未完全形成之前即可根据某些性能改变对其套管/测试件使用寿命进行评估。

目前，缺陷识别和定位已经研究得相对比较深入，但缺陷几何结构的重构仍然是一个极具挑战的难题，它涉及到数据建模、反演方法、信息成像一系列问题，还需要深入继续研究。

而井下套管/测试件疲劳预报更是当前一道具有相当难度的研究课题，目前涉及这一领域的主要技术是磁记忆检测，国内外还没有成熟的测井产品技术。

二、探头传感器研究新型探头( 提高灵敏度)性能设计对无损检测至关重要，纵观已有的研究成果发现，探头的优化设计主要分为优化传统线圈、机械结构和应用新型（磁场、声场、热场、耦合物理）传感器两个方面。

套管防磨措施研究进展

套管防磨措施研究进展摘要:在大位移井、大斜度井、水平井和深井钻井中,或者在狗腿严重度较大的井段,或者在技术套管下入后的长裸眼钻井过程中,常常出现套管磨损问题。

由此而诱发的套管抗挤强度和抗内压强度降低问题制约了油井的后续完井测试作业的顺利进行,影响了油井寿命,严重时还会导致某段油井报废和整口油井报废。

国内外学者研究了许多措施来减缓套管磨损问题。

通过对这些措施的原理进行研究,为油田作业选用和科学研究提供借鉴。

敷焊耐磨带的效果明显,操作方便,是深井钻井、大位移井钻井和大斜度钻井中重点推广的技术。

关键词: 套管磨损;耐磨带;减摩接头引言随着石油工业的发展,深井、定向井和大位移井数量越来越多。

在钻井过程中,容易出现钻井时间长、钻杆作用在套管上的侧向力大,由此引起的套管和钻柱摩擦与磨损问题越来越突出,尤其是技术套管的磨损早已引起钻井界密切关注。

在我国现在的井身结构设计中,主要是<244. 6 mm(95/ 8″) 和<339. 7 mm (133/ 8″) 技术套管最为典型。

在这两层技术套管之下的<215. 9 mm(81/ 2″) 和<311 mm(121/ 4″) 井段裸眼段很长,起下钻次数多, 旋转小时数多,而且出现严重狗腿的几率大,这些因素都会对技术套管产生严重磨损。

由此引起的严重后果是: (1) 抗挤强度降低。

容易出现套管被挤毁使井眼报废或局部井段报废的情况。

(2) 抗内压强度降低。

磨损套管抗内压强度降低,甚至磨穿而不能承受内压。

在井控及中途测试时,将造成严重后果,要么冒套管破裂、地面窜气的风险,要么提前下套管或下套管后再测试。

这不仅造成经济损失,而且给加深钻井造成困难,严重时钻不到设计深度。

国内外均有大量的例子,我国典型的技术套管磨损的油井有:车古204 井、新851 、圣科1 井、英科1 井、牙哈7 井、克参1 井、东秋5 井、崖城132123井、郝科1 井、却勒1 井、莺琼212123 、阳霞1 井、渤海曹妃甸182221 井和渤中132122 井[1 - 3 ] 。

P110油管与BG140套管的往复摩擦磨损研究及管柱完整性评价中期报告

P110油管与BG140套管的往复摩擦磨损研究及管柱完整性评价中期报告尊敬的评委，大家好。

我是**，本文是关于P110油管与BG140套管往复摩擦磨损研究及管柱完整性评价的中期报告。

本研究的主要目的是探究P110油管和BG140套管在井下实际工作条件下的往复摩擦磨损情况，并通过研究评价管柱的完整性。

本报告主要从研究背景、已完成工作、进展情况以及下一步工作计划四个方面进行介绍。

一、研究背景油气井开采过程中，钻井管柱在不断上下运动过程中，会产生往复摩擦磨损，这会导致管柱直径变小、壁厚减薄，甚至发生严重断裂事故，因此往复摩擦磨损的研究对评价管柱完整性具有重要意义。

目前国内外在该方向的研究尚不完善，因此开展该项目具有一定的研究价值。

二、已完成工作在研究初期，我们先进行了P110油管和BG140套管的材料性能测试，并进行了表面形貌分析，确定了试验参数（包括载荷、往复次数、温度等）。

接着，我们在实验室中进行了模拟试验，通过超声波检测技术、光学显微镜等对试样进行了表征，获得了试验数据。

三、进展情况目前，我们已经完成了P110油管与BG140套管的往复摩擦磨损实验，并成功获得了摩擦副的摩擦系数和摩擦磨损率等数据。

同时，我们对实验结果进行了分析，并提出了初步的管柱完整性评价手段。

四、下一步工作计划未来我们将继续进行摩擦磨损实验，以求得更加准确的数据，并通过计算机模拟等手段，深入探究摩擦磨损的机理，为管柱完整性评价提供更加可靠的依据。

同时，我们还将从试验参数优化、实验设备改进等方面入手，为研究提供更加有力的支持。

以上是本项目的中期报告，谢谢各位评委的耐心听取。

钻井液成分对套管磨损影响机制的研究的开题报告

钻井液成分对套管磨损影响机制的研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着油气勘探和开采技术的发展，钻井技术也不断地向前发展，从
传统的光井钻井技术到近几年兴起的液压钻井技术，钻井液的成分也不
断地在改变。

钻井液是钻井中重要的组成部分，其主要作用是作为冷却剂、润滑剂、切削剂、输送材料等，在钻井作业中起着重要的作用。

因此，研究钻井液的成分对套管磨损的影响机制具有重要的现实意义和科
学意义。

二、研究目的
本研究旨在通过实验研究的方法，探究不同类型的钻井液成分对套
管磨损的影响机制，为进一步提高钻井液的性能提供一定的理论和实践
基础。

三、研究内容和方法
本研究分为两个阶段：
1. 钻井液成分对套管磨损的实验研究
通过在实验室钻机上进行模拟钻井过程，并设置不同种类的钻井液，观察并记录不同钻井液成分对套管磨损的影响程度。

2. 分析不同成分对套管磨损的影响机制
通过对实验结果的分析，结合文献资料的阅读和调研，深入探究不
同成分对套管磨损的影响机制。

四、研究意义和预期结果
本研究的意义在于探究不同钻井液成分对套管磨损的影响机制，为
钻井液性能的提高提供理论和实践基础。

预期结果为：确定不同类型的
钻井液成分对套管磨损的影响程度，了解不同成分对套管磨损的影响机制，为钻井液的配方设计提供依据。

高密度油基泥浆中钻杆接头与140钢级套管的磨损试验

高密度油基泥浆中钻杆接头与140钢级套管的磨损试验张建兵;谷天平;李宁;娄尔标;刘应应【摘要】深井、超深井钻井过程中的套管磨损对井筒完整性有直接影响.采用全尺寸套管磨损试验机,模拟实际钻井的力学工况,开展3种高密度油基泥浆中敷焊Arnco 100XT耐磨带的钻杆接头与140钢级套管内壁的摩擦磨损试验,并使用扫描电镜对套管的摩擦表面进行分析,获得磨损体积、摩擦因数和磨损系数等关键摩擦磨损参数.试验结果表明:仅采用重晶石粉将油基泥浆的密度加重至1.78 g/cm3时,磨损机理为磨粒磨损,磨损情况较轻微;当以1∶1的重晶石和铁矿粉比例进一步将泥浆密度加重至2.20 g/cm3和2.41 g/cm3时,磨损机理转变为磨粒磨损与黏着磨损共存,磨损情况较严重.相比于低密度油基泥浆,高密度油基泥浆中套管的磨损轻微.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】5页(P19-23)【关键词】钻杆;套管;高密度油基泥浆;摩擦;磨损【作者】张建兵;谷天平;李宁;娄尔标;刘应应【作者单位】西安石油大学,陕西西安710065;西安石油大学,陕西西安710065;塔里木油田油气工程研究院,新疆库尔勒841000;塔里木油田油气工程研究院,新疆库尔勒841000;西安摩尔石油工程实验室,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TG115.5+8石油天然气深井、超深井的数量逐渐增加。

高密度油基泥浆具有润滑性好和利于储层保护的优点，在深井、超深井钻井中的应用越来越多。

140钢级套管具有强度高的显著特点，且制造和应用技术当前已经非常成熟，在我国的深井、超深井中普遍使用。

深井、超深井钻井时间长，套管磨损问题很难避免，套管磨损后对井筒完整性带来威胁，在极端情况下会导致井的套管屏障失去作用。

以往的研究认识到低密度油基泥浆情况下中低钢级套管的磨损相对轻微［1］。

但深井、超深井中一般都使用高密度油基泥浆，为了提高密度而在油基泥浆中加入重晶石和铁矿粉等固体粉粒后，钻杆接头与套管内壁所构成的摩擦副的润滑特性发生了显著变化，尤其是在深井、超深井钻井中钻杆接头与套管壁间的摩擦时间长，此时钻杆接头与套管内壁间的摩擦磨损特性的变化非常值得关注和研究。

石油钻井套管磨损与防护措施研究

石油钻井套管磨损与防护措施研究摘要：在现代石油开采项目中，我们必须把钻井技术和钻井技术作为两个专门课题，积极加强研究、研究和实践，不断改进钻井和钻井技术，以更好地促进和保障石油生产，提高效率和安全性分析了石油钻杆磨损和保护措施，以供参考。

关键词：石油钻井;套管磨损;防护措施引言在石油开采项目中，钻井和钻井技术至关重要，决定了石油开采的效率和安全性，因此，我们必须予以高度重视和重视。

必须客观了解该国相关技术发展的现状和差距，积极研究、探索和应用科学技术方法，以改进该国的钻井和钻井技术，从而进一步促进和保障石油生产1概述在进行石油钻探过程当中，除了设计好井深、井轨迹以避开危险区之外，使用合适的钻杆、套管；设计优良的套管性能也相当重要。

伴随着石油工业的飞速发展，面对大位移井、水平井、深井都需要有足够优良性能的钻井套管。

所以，分析石油钻井套管磨损十分重要，设计合理的防磨措施也成为了研究人员在科研工作当中尤为需要注意的问题。

2石油工程开展钻井工作所用的技术2.1水平井钻井技术这种技术可被视为一种定向钻探方法，主要由特殊的深孔钻探设备和高技术测量装置组成，钻探时倾角超过86度。

此技术允许您在应用钻孔工具时对其进行稳定操作，其主要设计点是钻孔工具类型。

转盘的多次开口可以最大限度地减少摩擦，并确保设备的工作高度。

一般情况下，水平剖面勘探板的准入规则应超过总准入规则的3/4。

使用时，您可以根据实际情况调整楔形块和锤子的实际方位。

为了防止井壁受到损害，通常进行短程钻探。

水平钻探技术使人们能够了解已完成钻探的地区的实际情况，并相应地调整钻探。

2.2连续管道钻探技术在此阶段，对连续管式钻井技术进行了一些修改，在喷油器上安装了环形橡胶，从而便于开采平衡压力不足的钻井，并防止了对土层的破坏。

这将有助于确保在缺乏平衡压力的情况下石油开采活动的顺利运作，并保护石油和天然气储藏。

泵无需停机即可应用连续钻井技术，从而可循环利用钻井液，防止井喷。

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究
梁尔国;王仲民;刘瑛;李国琴
【期刊名称】《石油矿场机械》
【年(卷),期】2015(044)002
【摘要】模拟井下工况,利用钻杆/套管摩擦磨损试验机试验分析了摩擦行程、钻井液黏度、接触载荷和钻杆转速等因素对套管磨损的影响规律.得出套管磨损量与摩擦行程、磨损率与接触载荷均呈现近似的线性关系;接触力增大,摩擦因数总体上有增大的趋势;增加钻井液黏度可以使摩擦因数有所降低,但不能大幅降低套管磨损;钻杆转速超过140 r/min时,转速增加引起的摩擦副振动逐渐加剧直至共振,导致套管磨损率出现较大幅度的上升.该研究成果为钻井参数优选、套管磨损预测和减磨优化设计提供了参考依据.
【总页数】5页(P47-51)
【作者】梁尔国;王仲民;刘瑛;李国琴
【作者单位】天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222
【正文语种】中文
【中图分类】TE931.20
【相关文献】
1.钻杆接头材料表面陶瓷复膜摩擦磨损行为 [J], 黄本生;刘阁;江仲英;卢东华
2.钻杆接头摩擦磨损热裂试验研究 [J], 左斌;厚姝雅;黄世宁;李慧
3.两种钻杆耐磨带摩擦磨损性能试验对比分析 [J], 付太森;王建军;胡俊;赵永安;徐欣;宋延鹏
4.油井钻杆-套管摩擦磨损试验机的研制 [J], 李子丰;王长进;李天降;赵健;侯伟峰;陈桂良
5.重晶石和铁矿粉对套管/钻杆摩擦副摩擦磨损性能的影响 [J], 余磊;张来斌;樊建春
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高强度套管在不同钻井液中磨损性能分析

试验£研究25高强度套管在不同钻井液中磨损性能分析**国家自然科学基金项目“膨胀套管螺纹连接几何、材料与接触非线性工作特性研究"(51074126)、“基于构型力学理论的井壁损伤失稳研究”(51674200)申维佳(1992-),女，在读硕士研究生，研究方向为机械设计及理论。

通信作者：张建兵(1974-),男，博士，教授。

申维佳I,张建兵I,娄尔标2,张震2,刘应应彳(1.西安石油大学，陕西西安710065； 2.塔里木油田油气工程研究院，新疆库尔勒841000；3.西安摩尔石油工程实验室，陕西西安710065 )摘要：以国内某超深井油田磨损套管为研究对象.使用全尺寸套管磨损试验机，模拟油田钻井工况和钻井液性能，分析几种钻井液下高强度套管磨损的情况。

结果表明：在其他条件均相同的情况下，油基、高密度有机盐、高密度饱和盐水、高性能水基钻井液的套管磨损沟槽深度和磨损体积都相差不大；高密度饱和盐水钻井液的初始磨损系数比其他3种钻井液的大，随后急剧下降，最终与其他三种钻井液的磨损系数趋于一致；四种钻井液中，油基钻井液的摩擦因数较小，且相对稳定；重晶石粉的含量过高，磨损后期可能会出现摩擦因数陡增的现象。

关键词：套管；磨损；钻井液；磨损系数；摩擦因数中图分类号：TG 115.5*8 文献标志码：B 文章编号：1001-2311(2019)02-0025-04Analysis of Wear Performances as Presents by High-strength Casing in Different Drilling FluidsSHEN Weijia 1, ZHANG Jianbing 1, LOU Erbiao 2, ZHANG Zhen 2, LIU Yingying 3(1. Xi 'an Shiyou University , Xi'an 710065, China; 2. Tarim Oilfield Institute of Oil and Gas Engineering, Kuerle 841000, China; 3. Xi'an Maurer Petroleum Engineering Laboratory, Xi'an 710065, China )Abstract : In this paper, the worn casing as used in a certain domestic ultra-deep well oil field is studied. And thefull-scale casing abrasion test machine is used to simulate the drilling conditions and drilling fluid performances in orderto analyze the wear statuses of the high strength casing in several different drilling fluids. The test results reveal thestatuses as follows. When all the other conditions are the same, the casing worn-groove depth and the wear volume asseparately caused by the oil-based , the hi-density organic salt, the hi-density saturated brine and the high-performancewater-based drilling fluids are slightly different; the initial wear coefficient of the saturated brine drilling fluid is largerthan those of the other three drilling fluids, then it drops sharply, and finally, the wear coefficient gets in consistencywith the other three ones. Among the said four drilling fluids, the friction factor of the oil-based drilling fluid is small ,and relatively stable. In case of high content of the barite powder, the said friction factor will be probably getting increa sed dramatically at the late wearing stage.Key words ： casing; wear; drilling fluid; wear coefficient; friction factor随着国家对油气资源需求的与日俱增以及常规油气田开采难度的加大，为了保证国家油气资源安全，我国开始对深部地层进行勘探开发，深井、超深井的钻井技术开始备受关注并且快速发展.但随之而来的套管磨损问题也异常严重。

钻杆套管磨损机理分析及实验研究

Science &Technology Vision科技视界随着石油工业的发展,套损是油田开发过程中的普遍现象,且呈日益上升趋势。

石油套损问题所产生的损失是巨大的且会带来许多令人意想不到的负面影响。

针对套损,有许多学者做过一些研究,取得一些成果。

经分析归纳,导致石油套管损坏的主要原因是由于套管磨损致其强度降低。

1套管磨损机理分析磨损是相互接触的物体在相对运动中表层材料不断损伤的过程,它是伴随着摩擦而产生的必然结果。

凡两个相互接触相对运动的表面,都不免要发生摩擦,有摩擦就有磨损发生。

套管磨损的主要原因是由于与套管接触的物体施加给套管的综合的力造成的。

套管磨损按失效的基本类型可分为:磨粒磨损、黏着磨损、犁削磨损、表面疲劳磨损、冲刷磨损和腐蚀磨损等。

主要为磨粒磨损和粘着磨损。

套管磨损的机理十分复杂,通常是几种或多种磨损形态同时作用的结果。

磨损的形式多种多样,但主要磨损形式还是月牙磨损,回收套管中有50%是月牙形状的磨损。

1.1磨粒磨损磨粒磨损是最普遍的磨损形式。

据统计,在生产中因磨粒磨损所造成的损失占整个磨损损失的一半左右,因而研究磨粒磨损有着重要意义。

一般来说,磨粒磨损的机理是磨粒的犁沟作用,即微观切削过程。

显然,材料相对于磨粒的硬度、载荷以及滑动速度起着重要的作用。

钻井过程中,钻杆硬化接头表面的微凸体和钻井泥浆当中较硬的固体颗粒与套管内壁的接触,这种接触会造成套管的磨粒磨损。

磨粒磨损的机理主要有三种:法向载荷将磨料压入摩擦表面,而滑动时的摩擦力通过磨料的犁沟作用是表面剪切,犁皱和切削,产生槽状磨痕称为微观切削;磨料在载荷作用下压入摩擦表面而产生压痕,将塑性材料的表面积压出层状或鳞片状的剥落碎屑称为挤压剥落;摩擦表面在磨料产生的循环接触应力作用下,使表面材料因疲劳而剥落称为疲劳破坏。

总之,为了提高磨粒磨损的耐磨性必须减少微观切削作用。

例如,降低磨粒对表面的作用力并使载荷均匀分布,提高材料表面硬度,降低表面粗糙度,增加润滑膜厚度以及采用防尘或过滤装置保证摩擦表面清洁等。

高密度钻井液润滑下套管磨损实验研究

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

超级13Cr油管在P110套管中往复磨损实验研究

钻杆-套管往复磨损研究

钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究

深井 超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述

影响套管磨损的因素_磨损预测及剩余强度分析

技术套管磨损程度预测技术探讨

井下套管摩擦磨损研究概述

钻杆套管磨损机理分析及实验研究

油田井下套管损坏定量化检测与评估专题技术研究

套管防磨措施研究进展

P110油管与BG140套管的往复摩擦磨损研究及管柱完整性评价中期报告

钻井液成分对套管磨损影响机制的研究的开题报告

高密度油基泥浆中钻杆接头与140钢级套管的磨损试验

石油钻井套管磨损与防护措施研究

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

高强度套管在不同钻井液中磨损性能分析

钻杆套管磨损机理分析及实验研究

深井超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述