BA6S井钻杆失效机理
钻具失效原因分析及对策研究
钻具失效原因分析及对策研究发布时间：2022-07-21T02:21:38.348Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷第3月5期作者：陈国林，徐冰，梁天程，陈龙，李振刚，赵桦[导读] 钻井施工花费巨大，一口深井的钻井作业成本往往达到几千万元。
在钻井作业过程中，井下钻具的工作环境十分恶劣，要在高温高压环境下承受各种应变载荷和剧烈碰撞，陈国林，徐冰，梁天程，陈龙，李振刚，赵桦渤海钻探管具与井控技术服务分公司，管具井控技术服务中心摘要：钻井施工花费巨大，一口深井的钻井作业成本往往达到几千万元。
在钻井作业过程中，井下钻具的工作环境十分恶劣，要在高温高压环境下承受各种应变载荷和剧烈碰撞，同时还要受到钻井液的冲刷和腐蚀。
由钻具失效产生的起钻换钻具以及停钻打捞落鱼等事故会严重影响钻井施工进度，增加勘探开发成本。
因此有必要对钻具在井下可能产生失效的原因进行系统分析，针对性地给出策略，从而预防和避免井下事故的发生，为提高油气田开发效率提供技术支持关键词：钻具失效；失效分析；对策引言钻具在油田钻井期间主要提供动力、钻压和循环钻井液等等，在钻柱中占据着至关重要的地位，降低钻具失效的发生频率可以为整体油田钻井工程提供良好的保障，所以对钻具加以管理和质量检测是油气井建设工程中的关键任务，需要采取科学有效的措施对其加以控制和管理，提高钻具使用的安全性和可靠性。
1当前石油资源开采作业中存在的问题石油资源开采周期长、作业环节多，所以随着开采时间的不断推移，相关问题也会接连出现。
为了提升石油资源开采质量，开采企业应重视作业过程中出现的种种问题，并逐一予以解决，方可进一步提升开采效率。
一般来说，采油、测井、钻井以及运输是石油开采工作中重要的四个阶段。
在上述四个阶段中，开采企业应加强管理力度，每个阶段都要指派专业人员负责，防止某个阶段出现问题。
在开采作业时，如果测井资料不够准确，将会对后续开采作业造成影响，一旦测井误差比较大，甚至会提升钻井工作的风险等级。
钻具失效与预防措施
钻具失效与预防措施【摘要】钻具失效类别以钻杆、钻铤、转换接头为主，这主要是由钻具的结构组合和钻具本身的结构特点以及钻具在井内工作的受力特性所决定的。
钻具失效类型以螺纹断裂、刺漏和本体断裂、刺漏为主，这与钻具的工况和钻具先裂后刺再失效的失效机理相稳合。
钻具失效的形式多种多样，概括起来主要有过量变形、钻具断裂、钻具刺漏、表面损伤、钻具螺纹失效、钻具偏磨等等，并且这几种失效形式常常同时存在相互交织在一起。
【关键词】钻具；失效；预防措施1 影响钻具失效的主要因素引起钻具失效的原因往往不是单一的，而是几方面原因综合作用的结果，如钻具的使用工况和环境，钻具质量，使用者的操作以及钻具的机械损伤等。
1.1 产品自身质量失效分析表明，大部分失效事故与钻具质量有关。
比较突出的有以下几个问题：（1）钻杆内加厚过渡区结构不合理。
失效分析和试验研究已证实，内加厚过渡区结构不合理（太短，R太小）是钻杆在该部位失效的主要原因。
合理结构的条件为：≥100mm ，R≥300mm。
（2）钻杆接头、钻铤、转换接头韧性差。
（3）螺纹加工质量差及加工精度差。
如螺纹根部圆角半径过小，不符合API 标准要求，导致严重的应力集中。
（4）强度指标不合格。
（5）喷焊热裂及钻杆摩擦对焊（修复）工艺不当。
（6）钻杆接头选型不当。
1.2 环境因素（1）钻井液。
钻井液种类、pH值、固相含量、流速、温度和扰动情况等都对钻具失效有不同程度的影响。
（2）腐蚀介质。
由于钻井液循环系统不是密封的，大气中氧气会通过泥浆池、泥浆泵等设备在钻井液的循环过程中混入钻井液成为游离氧，当泥浆中含有一定量的溶解氧时，就会对钻具表面造成腐蚀。
来源于地层或由于泥浆中一些含硫有机添加剂高温分解和泥浆中硫酸盐还原菌的新陈代谢产生的H2S还会导致钻杆的氢致应力腐蚀断裂。
（3）温度对钻具失效也存在着不可忽视的影响。
1）由于环境温度过低，材料的冲击力值严重下降，易引起冷脆断裂。
2）随着井下温度的升高，腐蚀速度将加快，另外某些钻井液处理剂在高温下会分解，产生H2S、CO2、O2等，加快了对钻具的腐蚀。
抽油杆失效机理分析及对策措施
抽油杆失效机理分析及对策措施摘要：针对鲁胜油公司鲁安管理区抽油杆断脱成为有杆泵失效的主要因素，抽油杆的失效大大加重了油井的维护费用。
本文主要从公司生产的角度，对鲁安管理区抽油杆失效的化学因素和物理因素进行深入细致的分析。
并针对性的提出了一些相应的技术对策措施，取得了较好的效果。
关键词：抽油杆失效因素对策措施引言通过对鲁安管理区148口井的作业井情况调查，抽油杆失效因素占21.2%。
2000年由于抽油杆报废，投入的抽油杆数量占总抽油杆总量的31%。
从作业现场描述可以看出，抽油杆失效主要是由于偏磨和腐蚀所至。
本文主要通过大量的鲁安管理区资料统计，对抽油杆的失效因素进行分析，通过治理，取得了较好的效果。
一、影响抽油杆失效的因素分析1.化学因素由于抽油杆与其他钢材一样，含有一些杂质，长期浸泡在电解质采出液中，易形成腐蚀电池，发生电化学反应。
通过对鲁安管理区148口油井的统计，平均矿化度达到了18226mg/l ，采出液的水型90%以上的为CaCl2型。
CL离子的平均浓度达到了10292mg/l。
从采出气分析，CO2平均含量为2.2356%。
游离CO2含量为8～36.96mg/l ，CO2的存在导致了油井采出液基本呈弱酸性，PH值小于7的油井占34%。
PH值最小的为6.2。
酸性的介质环境直接加剧了杆管的电化学腐蚀反应。
溶解氧的含量为0.04-1.12mg/l，由于介质不均匀，主要为氧的浓度不一样。
2.物理因素通过对鲁安管理区148口油井维护作业现场描述情况进行统计，存在杆管偏磨现象的占到48%，是造成抽油杆投入高的一个重要因素，分析主要有以下几个方面。
2.1 座封造成的管杆偏磨随着鲁胜油公司开采程度的提高，油井射开层位逐年增多，井下管柱复杂化，60%以上的井都采用封隔器卡封生产，封隔器座封导致管柱中性点下油管弯曲，特别是泵挂卡封在在造斜点以下的油井，由于管柱弯曲，造成管杆偏磨。
2.2 润滑介质发生变化特高含水改变了有杆泵井的工作介质环境，目前含水大于90%的油井占83%，高含水一是导致了润滑介质由原油变为地层水，润滑性能降低，摩擦系数增大，磨损加快；二是管、杆表面失去了原油的保护作用，产出水直接接触金属，加剧了腐蚀。
钻杆管体横向开裂失效原因分析与预防
钻杆管体横向开裂失效原因分析与预防摘要：经济和科技不断的发展，使得钻井技术水平不断提升，本文就对发生横向开裂的失效钻杆进行断口形貌的宏观及微观观察、金相分析、物相分析，以及对钻杆尺寸、化学成分及力学性能的综合分析，并结合钻杆的受力状态，指出钻杆的失效原因是钻井液中的氧气对钻杆的内外表面产生严重腐蚀。
并提出了预防措施及建议。
关键词：钻杆；腐蚀；交变载荷；横向开裂；失效分析引言钻杆作为钻柱系统的重要组成部分，是影响钻井安全和钻进效率的关键部件，由于钻杆在使用过程中承受拉压弯扭等复杂交变载荷的作用，同时还受环境介质的影响，钻杆的主要失效有管体刺穿和断裂、接头螺纹黏扣、刺漏和断裂等形式。
一旦发生钻杆失效，尤其是断裂，极易引发严重的钻井事故，造成重大经济损失。
所以针对钻杆失效形式进行原因分析并采取措施避免，具有重要意义。
1实例某钻井公司在吉林省白山市进行地热井施工。
该区域为中朝准台地北缘东段，处于浑江凹陷、褶皱断层带上，为单斜构造。
地层总体走向北东45°，倾向东南，倾角在30～40°。
地热井主要钻遇地层为：0～10m，新生界第四系，岩性为砂层、砾石层黏土层；10～695.5m，中生界侏罗－白垩系，岩性为黄绿色、粉色砂岩，夹泥岩；695.50～1930m，元古界震旦系桥头组、万隆组和八道江组，岩性为灰岩、板状粉砂岩、石英砂岩。
地热井设计井深2500m，施工目的层为1200～2500m的含水层段。
施工使用钻机为石油30。
事故发生时井深1320m，距井底135～140m的一支Φ127mm×9.19mm，G105钢级钻杆，提钻时发现管体有横向裂纹，尚未造成刺漏和折断，钻杆管体材质为26CrMo4s/2钢，钻杆开裂部位距内螺纹接头端面2.5m处。
钻具配置为Φ215.9mm镶齿牙轮钻头+Φ178mm钻铤4支+Φ165mm钻铤8支+Φ127mm钻杆，钻进过程中泵压4.5MPa，钻压2～3t，钻井液pH=7。
深井钻具失效原因分析与预防
深井钻具失效原因分析与预防【摘要】钻具服役条件恶劣，是钻井设备工具的一个薄弱环节，特别是在深井、超深井及复杂地质环境下钻井，钻具失效事故时有发生。
如果不加以预防及处理就可能造成钻井周期延长，钻井效率下降，从而造成经济上的巨大损失。
本论文首先从理论的角度总结深井钻具失效的机理，提出预防深井钻具失效的措施，对于提高深井钻井速度，降低钻井成本有重要意义。
【关键词】深井钻具失效疲劳寿命深井钻具失效是钻井过程中的常发事故。
如果不加以预防及处理就可能造成钻井周期延长，钻井效率下降，进而造成经济上的巨大损失。
因此，提高钻具本身质量，加强钻具管理，及时发现和消除深井钻具的不安全因素，找出深井钻具失效事故发生的规律，有针对性地采取相应措施，进而有效的控制各类钻具失效事故的发生，具有重要意义。
1 选题背景（1）随着现代工业的快速发展，当今社会对石油资源的需求越来越大。
伴随着浅部油气层的长期开采，各大主力油田现大多进入了开发的后中期，浅层勘探很难发现大型的油气资源，因此，在今后的油气勘探中，深井和超深井将成为国内外各大油气田增产上储的主要手段。
钻具失效在石油钻井界是普遍存在的。
（2）在深井、超深井钻井过程中，钻具的受力状况和井下环境异常恶劣，处在内、外充满钻井液的狭长井眼里工作，通常承受压、弯、扭力等载荷，钻具在井下的运动是一个复杂的动力学系统。
在钻井过程中，钻具主要的运动是旋转向下的运动，同时还总伴随着各种振动。
在钻井过程中钻具在任何部位断裂都会造成严重的后果，甚至使井报废。
2 失效机理2.1 经过多年来井下钻具失效事故的资料累积以及实验研究钻井工作者对钻具失效事故的原因已经有了统一的认识，公认绝大多数的钻具失效都是疲劳而引起的。
疲劳极限与应力集中有明显的关系，凡产生应力集中的各种因素，均使疲劳极限降低。
在钻具组件中连接螺纹是引起应力集中的最直接、最关键的因素，导致钻具的疲劳破坏的一个关键因素是由于钻具的连接螺纹部位的交变弯曲应力中。
水平井定向井钻柱、钻具失效机理及控制方法
风沙
一般为石英砂，其维氏硬度为 900~1280，而钻杆接 头的维氏硬度为 300 左右，接头丝扣和密封台阶涂 有密封脂极易粘附沙粒，在上卸扣时产生磨料磨 损，接头丝扣的连接和台阶密封将受到影响。
4. 钻具失效的主要特点
（1）大多数破坏发生在使用牙轮钻头。 （2）多数破坏发生在大尺寸井眼（311 mm 以上），并且在钻硬岩层和 砂砾岩层时易于出现。 （3）钻具失效部位主要是下部钻具组合(BHA)，而下部钻具组合中主
表面损 伤
腐蚀疲 与普通疲劳断裂一样，裂纹一般产生在应力集中 劳断裂 严重的部位或以表面腐蚀坑为源，萌生裂纹并扩
展
腐蚀
包括均匀腐蚀（如钻具锈蚀）、小孔腐蚀（即点 蚀，如钻杆存放或使用过程中，内外表面的点 蚀）和焊缝腐蚀（如钻杆表面皱折处的钻井液腐 蚀，内外螺纹接头处啮合部位的腐蚀等）。
磨损
包括粘着磨损（如钻杆接头、钻铤及转换接头螺 纹部分的磨损）、磨料磨损（如钻井液和井壁对 钻柱的磨损、螺纹脂中的杂质对螺纹的磨损）和 冲蚀磨损（如钻杆的内外表面及连接螺纹受到的 钻井液的冲蚀磨损）。
由于各种原因造成井径扩大率较大，造成较大的钻 柱弯矩，加剧钻柱的疲劳破坏。
由于地层泥页岩吸水膨胀造成局部的缩径，稳定器 通过时会产生较高的扭矩。
作用在大钩上的动载荷，当井下挂卡时大钩载荷超 过钻具的屈服极限时，钻具或接头螺纹将被拉长， 产生过量变形，甚至钻具被提断，即过载断裂。另 外，起下钻时猛提猛刹，均会让井口处轴向载荷增 加，造成过量变形。
如钻具在含硫油气井中工作时的硫化物应力腐蚀 应力腐
断裂；钻杆接触某些腐蚀介质（如盐酸、氯化物 蚀断裂
类）时的应力腐蚀开裂。
当金属中存在过多的氢时，在拉应力作用下可使 氢脆断
钻具失效事故的原因分析及对策 - 副本
*杨自林,1960年生,工程师;1981年毕业于重庆石油校矿机专业,一直从事石油钻具、工具技术管理工作,曾发表论文多篇。
地址:(401237)重庆市长寿县云台镇。
电话:(023)40826115。
钻具失效事故的原因分析及对策杨自林* 游华江 蹇宗承(四川石油管理局川东钻探公司)杨自林等.钻具失效事故的原因分析及对策.天然气工业,2000;20(3):57~59摘 要 石油钻柱主要由方钻杆、钻杆、钻铤三大部分组成,因服役条件十分恶劣,使其成为钻井设备工具中的一个薄弱环节。
特别是在深井、超深井及复杂地质环境条件下钻井,钻具失效事故时有发生,四川川东地区仅1996年~1997年间就发生了303次钻具井下断裂事故,造成了很大的经济损失。
防止和减少钻具失效,关键在预防,为此,根据钻柱各部分在井内的受力特点不同将其划分为钻柱井口处、零应力点上部、零应力点附近、零应力点下部四个钻具失效段进行研究,查出其失效的实质及根本原因,提出科学可行的防范措施,有利于全面系统地预防预测钻具失效。
文章从分析钻具在使用过程中的受力情况出发,根据钻柱各部位在井内的受力情况,剖析了四种经常发生的、带共性的钻柱失效的主要特征及根本原因,重点提出了比较可行的、科学的预防这几种常发性钻具失效事故的有效措施和看法。
主题词 钻井 钻井工具 钻具事故 钻柱损坏 分析由于钻柱工作条件十分恶劣和钻柱结构的内在原因,形成了一个薄弱环节,其应力敏感区、敏感点是其频繁发生失效事故的根本所在,特别是在川东地区高硬度、多断层、高含硫、高压力、大倾角的高陡地质环境中打井,每年要发生几十次乃至上百次的钻具失效事故,约占中国石油天然气总公司的1/5~1/6,损失相当惊人。
这些钻具失效事故按其失效特征和原因,以及在钻柱上的不同部位,可归纳为几种常发性和带有共性的钻具失效。
钻具失效一般由钻具本身质量问题或钻具使用管理不当造成。
作为钻具本身质量问题,国内外有关研究机构(如我国石油管材研究所)已开展了大量富有成效的研究工作。
螺杆钻失效的原因及预防
螺杆钻失效的原因及预防摘要：在油田修井作业中螺杆钻主要用来水泥塞、清理井筒的一种理想井下工具。
螺杆钻在使用中有它的优点，也有缺点，施工过程中稍微不注意，就会造成失效无进尺。
本文试对螺杆钻施工过程中常出现的问题进行简单的分析，并总结出一些操作方法及注意事项，以供施工人员参考。
关键词：井下作业螺杆钻失效螺杆钻具是在油田修井作业中主要用来水泥塞、清理井筒的一种理想井下工具。
以其使用方便、施工费用低，越来越多地在现场得到应用。
1结构特征及基本原理1.1结构特征螺杆钻具主要由上接头、旁通阀、马达（定子、转子）、联轴节、过水接头、轴承总成及下接头组成。
1.2 基本原理螺杆钻具通过转子和定子将高压液体的能量转变成机械能。
当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，旁通阀阀芯被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔。
液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动。
转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并有以偏心距e的定子中心线公转。
这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。
由于转子和定子都采用螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动去带动钻具旋转。
2螺杆钻现场使用中遇到的问题螺杆钻虽然具有很好的过载性能和硬机械特性，但是在现场应用中经常遇到问题，造成钻塞失败，轻则浪费人力、物力，造成成本的浪费，重则造成螺杆钻的报废或转大修，甚至落井的螺杆钻无法打捞而造成油井的报废。
现场应用螺杆钻主要遇到以下问题：①水泥车压力太高，出口不返液，造成蹩泵，甚至蹩坏油管；②钻压、出液正常，但钻塞无进尺；③壳体脱扣；④壳体折断；⑤传动轴折断；⑥钻塞过程中造成卡钻；⑦水泥车及油管等造成钻塞无进尺。
3钻塞失败的原因分析3.1井筒内液体太脏含有一些大颗粒的杂质，经旁通阀进入油管内的液体中的杂质就会沉淀，最终进入螺杆钻内，造成堵塞螺杆钻。
钻塞施工时，就会出现水泥车压力过高，且出口不返液。
特别是在井筒不清洁，不连续施工时会因为井内脏东西沉淀下来堵塞螺杆钻。
油田抽油杆腐蚀失效原因分析
油田抽油杆腐蚀失效原因分析摘要：随着油田开发进人高含水期，许多油井由自喷式油井转为机械采油井，而机械采油井中有杆泵采油方式占90％以上，抽油杆是有杆泵采油系统中的重要组成部分。
由于抽油杆长期承受交变载荷的作用，加之井内液体腐蚀、作业施工起下杆柱等原因，从而造成抽油杆失效。
如果抽油杆发生断裂，就需要进行打捞、更换抽油杆的修井作业，不仅影响油井的原油产量，而且还将增加油井作业费用，使采油成本上升。
因此对失效抽油杆进行失效原因分析，对防止失效事故的发生，进一步提高抽油杆服役的安全可靠性意义重大。
关键词：抽油杆；腐蚀；失效；前言有杆抽油技术从开始至今，一直在不断发展和完善，在采油工业中具有非常重要的地位。
这是因为我国各处油田的油井生产中，由于采油的实际环境和有杆抽油技术的发展，有杆抽油方式一直占主导地位，在油井开发中得到普遍应用。
此外抽油杆在服役期间，由于杆材自身材质和所处的复杂的腐蚀环境，使得抽油杆的失效事故时有发生，抽油杆一旦断裂失效，就要停止生产，更换杆材，这期间抽油杆的损耗、更换带来的经济损失和油井的停产带来生产效率的下降都是非常巨大的。
抽油杆是三抽设备中的重要连接部位，且将抽油机的动力传递给井下抽油泵，因此在整个抽油系统中，抽油杆柱是一个既关键又薄弱的环节，一旦某一根抽油杆发生失效，则整个抽油杆柱就不能工作，从而使得整个油井施工被迫停止、维修，从而造成巨大的经济损失。
此外抽油杆柱在井下腐蚀液中承受不对称循环载荷，而同一个杆柱系统中上下部分的抽油杆工况有所区别，因此抽油杆的失效问题比较复杂。
综合上面的抽油杆服役现状，研究抽油杆的失效机理就尤为重要。
1抽油杆在高矿化度介质中的腐蚀机理在高矿化度的介质中，抽油杆的腐蚀以阴离子的加速腐蚀为主，阴离子中的氯离子，碳酸氢根离子对抽油杆金属基体的腐蚀机理如下:碳酸氢根离子对抽油杆造成的腐蚀是因为抽油杆在铸造成型的过程中，在冷却这一阶段，液态金属表面由于空气中水蒸气和二氧化碳的作用会形成一层膜，加之金属锻造过程中形成各种比例，使得金属表面生成碳化铁和碳酸亚铁膜复合膜，此外金属中存在的铁单体相，因电化学性不一样，会形成电位差。
钻杆失效事故统计分析及现场检测方案
钻杆失效事故统计分析及现场检测方案【摘要】本文统计了数个不同区块钻具失效的数据及具体的失效方式，并对常见钻杆失效原因进行了进一步的分析，提出钻杆现场检测的整体方案。
最后针对钻杆检测、钻具质量管理、钻井作业现场操作提出建议。
【关键词】钻杆失效失效分析检测方案1 钻杆失效事故数据统计1.1 中国石油天然气集团公司管材研究所（以下简称管材所）钻杆失效分析数据统计对管材所2006年完成的钻具失效分析项目的结果进行统计，在32项钻具失效项目中，钻杆失效（包括管体和接头）的总数达17项，占钻具失效总数的53.12%。
同时有以下具体特征：在泥浆钻井中，钻具失效的主要形式是杆体刺漏，约占钻杆失效的70%～80%；在气体钻井中，钻杆的失效形式主要是断裂失效，约占钻杆失效的80%。
1.2 国际钻井承包商协会钻杆失效分析调查统计根据国际钻井承包商协会钻杆失效分析调查统计，距内、外螺纹接头台肩450mm ～550mm处为杆体内加厚过渡区，钻杆失效事故70%是发生在该区域内的穿刺或者断裂所引起。
因此，杆体加厚过渡带结构上是钻杆的“薄弱环节”，钻杆失效事故多发生于此。
1.3 徐家围子区块钻具失效类型数据统计徐家围子区块钻具失效类型，钻杆断裂失效占多数，所占比例为42.11%，钻头牙齿折断、掉牙等所占比例为28.95%，刺漏所占比例为18.42%，其余失效形式的比例则相对较小。
2 钻杆失效主要原因分析常见的钻杆失效原因主要有腐蚀疲劳、裂纹、螺纹失效等。
2.1 腐蚀疲劳（可能导致钻杆刺漏等）腐蚀疲劳失效，指受到腐蚀环境和疲劳载荷两种因素所导致钻杆失效。
介质中受到交变载荷作用时疲劳寿命会显著降低，这是腐蚀和疲劳交互作用所造成。
引起钻杆腐蚀的因素很多，不同因素所造成的腐蚀形态不同。
钻杆腐蚀形态主要有均匀腐蚀和点蚀。
其中，均匀腐蚀是指，由化学或电化学反应造成的金属的整个表面或大部分表面上发生的腐蚀，如常见的钻杆锈蚀等。
点蚀又称小孔腐蚀，如钻杆存放或使用过程中内外表面产生的孔状腐蚀，小孔腐蚀常常引起腐蚀疲劳和应力腐蚀裂纹。
钻井机械设备失效原因及修复技术
中国石油
四、绞车
钻井绞车主要失效原因及修复关键技术
1、各轴疲劳裂纹或弯曲
1、轴弯曲变形大于1mm或有裂纹 、断裂应换新
钻井 绞车轴
2、轴键槽磨损超过公差值，应 加宽或重新开槽使用
3、轴径配合处磨损小于0.15mm， 涂 抹 乐 泰 609 或 680 胶 ， 大 于 0.15mm更换新轴
中国石油
中国石油
三、水龙头
3.2、冲管总成的失效及修复
冲管更换 步骤
1 取下冲管卡簧取下上盘根盒，抽出冲 管，卸掉黄油嘴拿下下压盖。
2 将上下盘根盒里的密封圈、压套、隔 环、盘根取出,清洗干净。
3 新冲管、新盘根、隔环、上下盘根盒 内涂上黄油。
4 按先后顺序将盘根装入隔环，隔环装 入上下盘根盒，下盘根盒的密封压套用 螺钉固定。
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二、大钩
• 制动装置：由制动轮（17-6）、制 动轮轴（17-3）、掣子（17-7）、掣子 轴（17-1）、弹簧（17-2）和（17-4） 、壳体（17-5）等零件组成。它可在八 个均称的任一位置把钩身锁住，当把制 动轮轴（“止”端）的手把向下压时， 制动轮就嵌入大钩锁环的凹槽内，使钩 身不能转动；当把制动轮轴（“开”端 ）的手把向下压时，制动轮就脱出锁环 的凹槽并被掣子锁住，钩身就可任意转 动。制动装置用操作杆操作，此杆也用 来操作安全销体的掣子（9），以打开 安全锁体（11）。
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二、大钩
主要失效原因及修复关键技术
制动装置失效
制动装 置转动 不灵活 ，更换 新制动 装置
制动装 置处漏 油，更 换O型 圈
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三、水龙头
• 1 、功用：提升、旋转、循环。 • 2、结构
a、固定部分：壳体、提环、上盖 下盖、鹅颈管、提环和提环销六部分组成；
钻杆失效原因分析
钻杆失效原因分析2008年09月28日星期日钻杆失效原因分析在钻井过程中，钻杆在任何部位失效都会造成严重的后果，甚至使井报废。
我国各油田每年发生钻杆事故约五六百起，经济损失巨大，每年进口各种规格的钻杆就要耗用数亿元人民币的外汇。
随着浅层资源的不断枯竭，今后越来越多的钻深井、超深井，钻杆的安全可靠性就成为一个十分突出的问题。
钻杆失效一般表现为本体断裂和刺漏，钻杆螺纹处失效等。
原因大致是由以下一些因素引起的：钻进时钻杆的基本力学工况，钻具的组合及钻井工艺，井径规则性，偏磨，螺纹密封脂，钻井液，钻杆结构和材料，地层因素，井内腐蚀介质等，以上因素交互作用的结果导致钻杆失效。
钻杆的基本力学工况钻杆在内外充满钻井液的狭长井眼里工作，通常承受压、弯、扭、液力等载荷。
如果钻杆所受应力小于每平方米206.8牛顿时，钻杆虽经过无数次的弯曲，也不会产生疲劳裂纹。
钻井时钻杆承受弯曲、扭转和拉伸应力组成的复合应力很大，特别是在大位移定向井及水平井中扭矩极大，钻杆在远远小于100万次弯曲次数时便产生疲劳微裂纹；微裂纹产生后便不断扩大延伸，此时如果具有腐蚀作用的高压钻井液进入微裂纹中，就会加速裂纹扩展，最终导致钻井液刺穿钻杆的失效事故。
刺穿发展的结果，使钻杆有效断面不断缩小，刺孔加裂纹的总长度超过其临界裂纹尺寸时，即发生断裂。
除旋转向下的运动，同时还有钻杆的各种振动和涡动。
钻具组合及钻井工艺钻杆作为一个旋转的细长弹性杆件，有其固有振动频率，钻具的组合决定了此固有频率。
钻杆旋转时还会产生纵向、横向和扭转3种形式的振动，当它们的频率与固有频率相吻合时则产生共振。
共振的结果会在原来钻杆疲劳应力的基础上附加一个额外的疲劳应力，加速钻杆的失效。
采用长效螺杆钻杆替代转盘钻定向井、水平井的钻井工艺可以减少钻杆的旋转弯曲疲劳程度。
如牙轮钻头轴产生的纵向振动频率与钻头－钻柱系统的固有自振频率相同时会出现共振，使钻头的振幅增大，产生极大的冲击载荷，加剧钻杆疲劳。
钻具失效的分析及预防
钻、 蹩钻现象 ， 使得钻具产生疲劳失效的几率加大， 中石 化西指的排 １３ ０ 井设计井深仅 ９０ 曾出现 ５ ０ｍ， 次钻具 失效事故 ， 用了 ４ ｄ ５ 才打完该井 。
１ 钻 具 的主要 失效 类型 及特 点
钻具失效形式主要有钻具 断裂 、 钻具接 头粘扣 、 钻 具刺漏 、 钻具 内螺纹接头涨扣、 钻具 内螺纹接头开裂、 钻 具偏磨等等 。钻具断裂是最严重的钻具失效形式 ， 尤其
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６ ２
开裂 。
西部 探矿 工程
２０ ０８年第 ８期
（） ２ 产品自身质量缺欠主要集 中在如下几个方面 ：
（） ４氢脆断裂 ： 当金属 中存在过多氢时， 在拉应力作 用下可使材料产生氢脆 。实际上 ， 由硫化氢和盐酸引起 的钻 柱应 力腐蚀 断 裂也是 由于氢 的作 用造 成 的 。 （） 劳 断裂 ： ５疲 一般 发生 在钻 杆接 头 、 铤 和转换 接 钻 头螺纹部位等截面变化区域或 因表面损伤而造成 的应 力集 中区。由于整个钻柱承受复杂的交变应力 ， 有些部 位， 如螺纹根部、 焊缝及划伤等缺陷处会出现应力集 中。 缺 口根部应力可高 出平均应力几倍或更高 。所 以缺 陷 处很快发生裂纹并扩展 ， 直到断裂。 （） ６腐蚀疲劳断裂 ： 在钻柱失效 中占 ４ ， 以钻 Ｏ 且 杆 居多 。在 钻 杆失 效 中 ， 蚀 疲 劳 断 裂 约 占 ８ 。 与 腐 Ｏ 普 通疲 劳断 裂一样 ， 纹一般 产 生在 应力集 中严 重 的部 裂 位 或 以表 面腐 蚀坑 为源 ， 生裂纹 并 扩展 。 萌 钻具 接 头粘 扣 失 效 常 见 于钻 铤 螺 纹 粘 扣 。排 １３ ０ 井的４ 次粘扣事故都发生在钻铤螺纹处 ， 由胜利塔里木 钻井公司承钻的同 １ 井发生的粘扣事故也都 发生在钻 铤螺纹处， 这类井一般跳钻现象较严重。粘扣表现为相 互接触金属表面间的一种冷焊现象 ， 如果金属之间再发 生进一步的相对滑动和旋转 ， 会引起冷焊部位的撕裂。 ２ 钻具 失效 的原 因 引起钻具失效 的原 因往往不是单一的 ， 而是几方面 原 因综合作用的结果 ， 如钻具的使用工况和环境 ， 钻具 质量 ， 使用者的操作 以及钻具 的机械损伤等。据权威部 门对失效原因统计分析得知 ， 在引起产 品失效的主要原 因中， 由使用方操 作不 当引起 的失 效 ， 占失效 总数 的 ３ ． 。由产品 自身质量缺欠引起 的失效 占失效总数 ３３ 的 ３ ． ， ８ ５ 此处的质量缺欠指 的是没有达到购买方要 求的订货技术条件 。由工作环境 、 复合载荷作用 引起的 失效（ 如疲劳 、 腐蚀疲劳等） 占失效总数 的 ４． ％， ６ ２ 产品 在运输、 存放或使用 中因外力造成 的机械损伤促使了产 品早 期失 效 占失效 总数 的 ｌ． 。 Ｏ３ （） 当操 作 中 主要 包 括钻 具 过 载 、 具 上 扣 不 到 １不 钻 位、 钻具选型及配合不合理 。经 现场调研可知 ， 上扣扭
钻柱失效机理分析及预防对策
钻柱失效机理分析及预防对策摘要：柱是钻井机械的重要组成部分，钻柱失效会给钻井带来巨大风险，本文通过大量的统计分析，得出了目前导致钻柱失效的主要因素，其中环境的腐蚀是重要因素；在此基础上，笔者根据实际工作经验提出了相应的对策，为解决钻柱失效问题提供了一定的指导。
关键词：钻井钻柱失效断裂1 概述钻柱是石油钻井过程中的重要组成部分，其主要作为连接钻头、施加钻压、传递扭矩、为钻井液流动提供通道等。
由于石油钻井过程中钻柱所处环境非常恶劣，不仅承受拉、压力，还要承受扭力、离心力及振动，同时受到高速钻井液的冲刷及腐蚀，因此极易发生破坏失效，据统计全国各油田每年发生的钻柱失效事故有1000例左右，为钻井生产带来了极大的风险。
因此深入分析钻柱失效机理，并在现有条件下提出相应的预防对策，就显得尤为重要[1]。
2 钻柱失效机理分析钻组失效主要包括钻杆失效、钻铤失效及转换接头失效。
其中钻杆失效事故占钻柱总失效事故的50%～60%，钻杆主要失效形式是管体刺穿；钻铤失效事故略低于钻杆失效事故，钻铤螺纹处断裂是钻铤的主要失效类型，占钻铤失效事故的70%～80%；钻柱转换接头失效数量相对钻杆和钻铤来说较少，主要失效类型为螺纹断裂和脱扣。
经过统计分析，钻柱失效主要存在以下几方面原因。
2.1 钻柱自身因素钻柱自身因素是导致钻柱失效的内因，失效分析表明，大部分失效事故与钻柱质量有关，比较突出的有以下几个问题[2]：（1）钻杆内加厚过渡区结构不合理。
失效分析和试验研究已证实，内加厚过渡区结构不合理（M太短，尺太小）是钻杆在该部位失效的主要原因。
（2）钻杆接头、钻铤、转换接头韧性差。
（3）螺纹加工质量差。
如螺纹根部圆角半径过小，不符合API标准要求，导致严重的应力集中。
（4）强度指标不合格。
（5）热处理不当，修复工艺不当。
2.2 环境因素钻柱失效事故中约有60%以上都与其在钻井液中的腐蚀行为有关。
腐蚀是造成钻柱失效的主要原因，并且腐蚀带来的附加检查、维修和事故处理等使得钻井效率下降和费用增加[3]。
石油钻杆的应力失效分析
石油钻杆的应力失效分析摘要：石油钻杆在钻井中是传递动力的主要工具，在摩擦碰橦的下，易出现钻柱裂纹成核、扩展、刺漏以致穿孔和断裂。
文章根据工程常出现的问题，分析了石油钻杆的应力失效断裂分析。
关键词：石油钻杆；应力失效；断裂；分析0引言石油钻杆是钻井过程中主要起传递扭矩和输送泥浆的作用，承受着拉、压、扭、弯曲等交叉作用的复杂应力载荷，要想提高钻杆的工作寿命，加工材料必须具有良好的抗扭、抗冲击、抗弯曲等力学性能，必须采用良好的加工工艺和表面处理措施，提高表面质量，最大限度的消除表面应力集中。
钻杆的材料一般为抗硫材料、铝合金材料、钛合金材料、超高强度钢及新型碳纤维复合材料、凯夫拉材料等等。
国内常用的有95SS、105SS、S135、G105、26CrMoNbTiB、UD—165等等。
这些材料才抗腐蚀、刚磨损、抗疲劳等方面各有所不同，使用的油田也不相同，文章主要针对国内常用的S135材料应用中出现的应力失效断裂情况进行探讨分析。
1.钻杆失效分析的作用失效分析是判断钻杆失效形式、分析失效原因、研究失效处理方法，从而达到改善钻干设计原理和完善加工工艺，减少和预防钻杆因同一原因引起的重复失效断裂的不良现象，降低石油钻采的经济成本。
钻杆是石油钻井设备中必不可少的工具，一般都在恶劣的环境下应用，是，应用频率高，时间长，影响使用寿命的因素多，是石油钻采中最薄弱的环节。
分析钻杆的失效原因，有针对性的加以不断的改进，是防止钻杆断裂，保证在钻井中安全运行的重要措施。
2.钻杆断裂分析文章以某钻井队的两次断裂情况进行着手分析：一是钻杆尺寸为 5 1/2”X9.17mm，钢级是S135在某井下2864.3m时发生了5 1/2“的钻杆断裂事故，该井在2863.2m处遇到了4.5吨的阻力，划眼到2864m，悬重由152吨降到110吨，泵压由20MPa降到14.6MPa，起钻时发生断裂，断口离距离公接头0.62m，断口平齐，断口外径140mm，基本无扭曲塑性变形，断口有140mm长的水泥刺痕。
螺杆钻具损坏落井原因分析
螺杆钻具损坏落井原因分析郭衍茹;练章华;陈世春;魏臣兴;阳星【摘要】The screw drills may be damaged and then fall in the well when being in use.The damage may relate to the material,processing technique and the manufacturing technology of the drills.Such things as the way of well-drilling,drilling parameters,the skills of the workers and equipment maintenance can also damage the drills.The process from the design to the use of the screw drills should be supervised in order to make drills with good function and durance.Then,the speed of drilling can be raised,the accidents can be lowered,the time to deal with the faults can be decreased.At last,the cost of drilling can be reduced.%螺杆钻具在使用过程中会发生诸多损坏落井事故,其原因不仅与材料处理、加工工艺和技术水平有关,还与钻井方式、钻井参数、施工人员技术水平以及保养维护有关。
应加强从螺杆钻具的设计到使用等一系列过程的监督,从而制造出性能佳、寿命长的高效螺杆钻具,提高钻井速度,减少事故发生率以及事故处理时间,降低钻井成本。
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(013)006【总页数】3页(P145-147)【关键词】螺杆钻具;落井;脱扣;断扣【作者】郭衍茹;练章华;陈世春;魏臣兴;阳星【作者单位】西南石油大学,成都610500;西南石油大学,成都610500;西南石油大学,成都610500;渤海钻探工程有限公司塔里木钻井分公司,塔里木841000;西南石油大学,成都610500;西南石油大学,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE921随着勘探开发的深入，向更深地层找油找气成为趋势，但井深的增加导致摩阻的增大，使常规转盘钻井的方式不能满足井下钻头高效破岩的动力要求，同时不光滑的井眼轨迹也为下钻以及后续的下套管作业带来了困难。
平湖BA6S井复杂情况原因分析与认识
平湖BA6S井复杂情况原因分析与认识谢海涛;钱爱东【摘要】平湖BA6S井为自BA6井φ339.7 mm套管开窗的一口侧钻井,该井主要目的是气藏挖潜及兼探放二断块P8以下低孔低渗储层,在钻井施工过程中发生了18次钻具刺漏和一次溢流,文章从井眼轨迹、侧钻方案、钻具疲劳、临界转速及低孔低渗储层溢流预测等方面对该井复杂情况行了分析,并提出建议,对今后类似井的钻井设计和现场作业提供参考.【期刊名称】《海洋石油》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】4页(P72-75)【关键词】BA6S井;套管开窗侧钻;低孔渗储层;钻具刺漏;溢流【作者】谢海涛;钱爱东【作者单位】中海油能源发展股份有限公司上海工程技术分公司,上海200030;中海油能源发展股份有限公司上海工程技术分公司,上海200030【正文语种】中文【中图分类】TE281 基本情况BA6S井为自BA6井φ339.7 mm套管开窗的一口侧钻井，而BA6井为A6井的侧钻井。
BA6S井钻井目的为提高P3层的采出程度并动用P8上砂体储量，同时兼探放二断块P8下砂体至P11层完钻。
实际钻过P11层后，应地质油藏部门要求加深钻探下部的P12层。
φ311.15 mm井眼钻井期间由于窗口质量问题影响机械钻速，导致上部造斜井段钻具疲劳多次刺漏，提前下入φ244 mm套管；φ212.7 mm井眼钻过P11层后下入φ177.8 mm尾管，期间也多次发生钻具刺漏；φ152.4 mm井眼钻探P12层至5 108 m发生溢流。
1.1 油气层特征根据BA6S井油气藏特征，目的层属于低孔低渗地层，P12层的压力系数在钻前预测和钻后实测中出现了较大差别（表1）。
表1 地层孔隙压力及物性层位孔隙压力系数地层温度/℃孔隙度/%渗透率/（×10-3μm2）备注P3 1.03 117 19.30 179 P8 1.08 134 12.20 4.30 P11 1.33 145 11.80 1.70 P12 1.47/1.80 162 钻前预测/钻后实测1.2 轨迹数据1.2.1 实测轨迹数据BA6S井为一口三维定向井，在BA6井φ339.7 mm套管内下斜向器，于855 m 开窗侧钻。
钻杆及其接头的早期失效分析与措施研究
钻杆及其接头的早期失效分析与措施研究[摘要]钻杆失效表现在三个方面：本体断裂、刺漏、钻杆螺纹处失效。
本文将分析并探讨钻杆及其接头的早期失效类型、失效形式、失效原因，并且根据分析原因去寻找应对的方法以及预防的办法。
通过设计优化的钻杆结构，提升钻杆质量，使钻杆失效事故发生的概率下降。
[关键词]分析原因钻杆失效优化设计预防措施钻具0前言失效分析是分析判断材料的失效模式、性质、原因、研究失效事故处理方法和预防再失效的技术活动与管理活动，是一种科学的分析方法。
本文将对钻杆失效进行分析。
钻杆很容易受到磨损以及腐蚀等问题的影响从而引发失效事故。
而仅仅是在我们国家的油田之中发生的钻杆失效事故就多达数百起，钻杆失效不仅会造成极大的经济财产的损失，并且常常影响到工程的进度，后果十分严重。
失败乃是成功之母，通过研究钻杆失效，推进提高钻杆质量以及加强研究钻杆的使用和管理，尽量避免失效事故。
1失效类型分析在钻进过程中的受力繁杂，不仅仅是拉力，还有各种应力，因此失效的种类十分复杂，环境也很苛刻，井下的介质之中还包含有一些具有腐蚀性质的液体，而钻具运转起来后会促使钻杆与井壁之间产生高频率的撞击以及摩擦。
钻杆失效的类型种类繁多，主要可以概括为三大类型：断裂失效或者是刺穿失效；表面受损以及过量变形。
断裂或者是刺穿失效在失效事故比较常见，疲劳以及腐蚀等因素是罪魁祸首。
而腐蚀也极易造成表面受损，机器磨损也是表面受损。
当所受到的应力超过钻杆能承受的极限的是，则会引起过量变形[1]。
1.1断裂失效①过载断裂：如“鳖钻时的钻柱体断裂”，“钻杆遇卡提升时焊缝热影响区的断裂”。
②氢脆断裂：金属中的氢含量过多时，材料在拉力和应力的作用下很容易产生氢脆。
很多人不知道，由硫化氢和盐酸引起的钻柱应力腐蚀断裂也是由于氢的作用造成的。
③应力腐蚀断裂：如“钻杆接触某些腐蚀介质时的应力腐蚀开裂”，“钻柱在含硫油气井中工作时的硫化物应力腐蚀断裂”。
④低应力脆断：此类失效在钻杆失效中占了很大的比例，是最危险的断裂方式之一。