钻具标准及失效讲解
讲座-钻具使用、管理、失效与预防
2、钻具组合设计原则
1）、 在钻机提升能力及井眼条件满足的情况下，宜选择大尺寸钻具。 2）、 在钻具的抗拉强度满足安全的前提下，钻具设计应遵循经济性原则。 3）、 原则上采用同一钢级钻杆，不同井深钻杆钢级选用见表。
表2 不同井深钻杆钢级选用推荐表
完井井深（m） ≤2500
2500～4500 ≥4500
4、 不合格钻具应明确标识、单独存放并登记。
5、 应选用与钻具尺寸相匹配的井口工具。不应在钻杆中使用 滤清器。
6、 应清洗干净钻具螺纹，配戴护丝；钻具上下钻台轻吊轻放， 防止碰坏螺纹及台肩面；在鼠洞接单根应扣吊卡；上扣应保证 钻具螺纹清洁，均匀涂敷钻具螺纹脂。
7、 钻具新螺纹应磨扣2次，不应使用液气大钳或旋扣器磨扣。 钻铤磨合3次，每次磨合后应清洁螺纹并涂螺纹脂。
钻杆钢级 E 或G G 或 (G+S)
S 或 (G+S)
4）、 含硫化氢油气井原则上设计抗硫钻具。
5）、 大斜度井、大位移井、水平井等特殊工艺井和深井、超深井，宜设计 高级别钻具或高抗扭钻具。
6）、 下部钻具组合的强度、刚性应满足钻井施工、井眼条件的要求，设计 时应考虑：
（1）弯曲强度比（BSR）：内螺纹截面模量与外螺纹截面模量之比。钻铤、转 换接头、稳定器、螺杆等钻具抗弯曲强度比宜符合表的规定。
3、采用合理的钻具管理制度 1）钻具实行成套定队管理和分级成套管理 a、成套定队管理 根据钻井队钻机设计钻深能力和配套标准配一套新钻杆固定该队使用，钻 具在使用过程中检修、修复、倒运、转运等均需保持该套钻具的稳定，不 得打乱。这种管理制度规定对不仅便于对钻杆进行维护和管理，显著降低 钻杆事故，而且对钻井队爱护钻具有一定的促进作用。
推荐弯曲强度比（BSR）范围
附：钻具报废技术标准
附：钻具报废技术标准钻具报废技术标准1．引用标准SY/T5369 -94 石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻铤SY/T5956-2004 钻具报废技术规定2．钻具报废标准2.1钻杆钻杆有下列情况之一，应报废或停止使用：（1）本体折断。
（2）本体刺穿。
（3）本体胀裂。
（4）本体扭曲或严重弯曲，经过校直仍无法达到表1允许的直线度。
（5）水眼堵塞，无法通开。
（6）被火烧过，经过检验发现材质变化。
（7）经过无损探伤发现有疲劳裂纹。
（8）两端加厚部分的任一端有效长度不足50mm。
（9）钻杆管体磨伤报废规定，见表2。
（10）钻杆接头体长度小于表3规定的最小长度，应报废或停止使用。
表3 钻杆接头体外径mm备注：不包括耐磨带长度2.2钻铤钻铤有下列情况之一时应予报废：（1）弯曲，经过校直仍无法达到表4允许的直线度。
（2）水眼堵塞，无法通开。
（3）本体有夹层，无法切除。
（4）本体伤痕超过表5允许深度。
（5）均匀磨损或偏磨后外径小于表5规定值。
（6）经过多次修复的钻铤，全长小于8m。
表4：钻铤允许直线度表5：常用钻铤极限尺寸参数2.3方钻杆方钻杆有下列情况之一时应予报废：（1）本体表面有裂纹、结疤、剥层、凹痕。
（2）本体弯曲，经过校直仍无法达到表5的直线度。
（3）折断，本体刺穿。
（4）表面磨损后，公称尺寸大于或等于133mm的方钻杆其对边宽度减小量大于12mm，公称尺寸小于或等于108mm的方钻杆其对边宽度减少量大于8mm。
（6）经过无损探伤有疲劳裂纹的。
（7）水眼堵塞，无法通开。
（8）方钻杆扭曲，用表6相应尺寸的方钻杆套筒量规通不过。
（9）方钻杆接头外径限定尺寸小于表7规定。
表5：方钻杆允许直线度表6：方钻杆套筒量规尺寸表7：方钻杆接头外径限定尺寸2.4钻具报废符号画法在确定钻具报废的位置用红色油漆画出尺寸为200mm×80mm的报废符号，如下图所示：钻具报废符号。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油勘探开发中不可或缺的工具，对于钻探工程来说，钻具的质量和使用寿命直接影响到钻井的效率和成本。
由于石油勘探开发工况的复杂性和钻井作业的多变性，钻具在使用过程中往往会出现各种各样的失效形式。
了解钻具常见失效形式，可以帮助钻井工程师及时发现和解决问题，确保钻具的安全和持久使用。
1. 磨损磨损是钻具常见的失效形式之一，主要包括表面磨损和结构磨损。
表面磨损是指钻具外表面由于与地层岩石的摩擦而导致的表面磨损，主要表现为钻头表面的磨损、钻杆外皮的磨损等。
结构磨损是指钻具内部结构件的磨损，主要包括钻头内部切削结构、连接螺纹等的磨损。
磨损会导致钻具的使用寿命缩短，降低钻井效率，甚至引起严重事故。
2. 疲劳钻具在钻井作业中长时间遭受重复的受载作用，往往会引起材料的疲劳损伤。
疲劳是指在受循环加载下，材料的损伤逐渐积累而最终导致断裂的一种失效形式。
在钻具中，主要表现为钻杆和钻头的疲劳断裂。
由于疲劳断裂的失效形式隐蔽性强，一旦发生可能会造成严重的事故。
在钻井作业中，必须对钻具进行严格的疲劳监测和检测。
3. 腐蚀腐蚀是指钻具在工作液的作用下，材料表面的化学腐蚀或者局部腐蚀而引起的失效形式。
在钻井作业中，作业液中的化学物质和地层岩石中的化学物质会对钻具造成不同程度的腐蚀。
腐蚀会降低钻具的强度和韧性，加快钻具的失效速度。
对于钻具的材料选择和表面处理，必须考虑到腐蚀的影响。
4. 硬件故障硬件故障是指钻具中各种机械连接件、密封件、润滑件等的故障失效。
在钻具中，涉及到大量的机械连接和密封，因此硬件故障是钻具常见的失效形式之一。
硬件故障可能会引起润滑不良、连接螺纹断裂、密封失效等问题，严重影响钻井作业的安全和效率。
5. 裂纹裂纹是指钻具中材料内部或者表面的裂纹。
裂纹可能是由于制造过程中的缺陷、运输过程中的损伤以及工作过程中的受载损伤而引起。
裂纹引起的失效形式主要表现为断裂、塑性变形失效等。
对于裂纹的监测和检测是保障钻具使用安全和延长使用寿命的重要手段。
油田钻具失效原因分析及控制措施研究
油田钻具失效原因分析及控制措施研究随着石油工业的发展，油田钻具的需求量不断增加。
由于工作环境的特殊性和工作强度的增加，油田钻具的失效问题成为制约油田钻井效率和安全生产的重要因素。
为了有效预防油田钻具失效，提高钻井作业的安全性和效率，对油田钻具失效原因进行分析，研究相应的控制措施显得尤为重要。
一、油田钻具失效原因分析油田钻具失效是指在油田钻井作业中，钻具因受到外部或内部原因影响，导致其性能或功能丧失，无法继续使用或达到预期效果的现象。
钻具失效的原因主要包括以下几个方面：1. 腐蚀油田钻具在使用过程中常常接触到高盐度的地下水、油气等介质，这些介质中的氧化物、硫化物等成分会对钻具材料产生腐蚀作用，加速钻具的老化和损坏。
2. 磨损钻井作业现场的地质条件多变，地下岩层的硬度和结构不一，油田钻具在与岩层接触摩擦过程中容易产生磨损，导致钻具的表面质量下降，甚至失去使用价值。
3. 疲劳油田钻井作业需要持续高强度的冲击和扭转力，长时间的工作状态容易使钻具受到疲劳损伤，导致材料出现微裂纹，最终引起失效。
4. 灼烧在高温高压环境下，油田钻井作业会引起钻具部分区域的受热，导致钻具表面温度过高，造成钻具的部分材料灼烧，降低钻具的使用寿命。
5. 设计缺陷有些油田钻具的设计结构、材料选择等存在缺陷，使用过程中容易产生应力集中、磨损加剧等问题，进而引发失效。
6. 错误操作在钻井作业过程中，如果操作不当，例如冲凿过程中过大的冲凿力或者转动速度等，会对钻具造成不可逆损伤，导致失效。
二、油田钻具失效控制措施研究为了有效控制油田钻具的失效问题，减少对油田钻井作业的影响，需要采取以下一些措施：1. 材料选择钻具材料的选择是减少钻具失效的重要手段。
要选择抗腐蚀性能好、抗磨性能高、抗疲劳性能优秀的特种合金钢或复合材料，以提高钻具的使用寿命。
2. 表面处理通过表面处理技术，如热处理、涂层等，提高钻具的表面硬度和耐磨性，延长钻具的使用寿命。
对钻具进行防腐蚀处理，减少腐蚀对钻具的影响。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻井是钻孔采取地层样品的方法，也是勘探石油、天然气最常用的手段。
在钻井过程中，钻具是至关重要的组成部分，其承担着钻孔、转动、传递钻压等功能。
但是钻具在实际使用过程中，受到摩擦、振动、腐蚀等多种因素的影响，使得其出现各种失效形式。
下面我将详细介绍钻具常见失效形式。
一、弯曲失效弯曲失效是指钻具管柱的弯曲度超出正常设计范围，严重时会导致钻杆破裂。
导致弯曲失效的原因可能是以下几方面：1、地质条件：地下岩体变化、地层压力、地下水位等。
2、工况因素：如转速、下荷、井深、钻头型式、推进速度等。
3、管柱的质量：如供应商的加工技术、材料的质量等。
为避免弯曲失效，可以在钻具选择上合理匹配井的地质条件，控制钻井参数的调整，保证管柱的质量等。
二、断裂失效断裂失效是指钻具在钻井过程中发生的破裂现象。
断裂失效原因主要是钻杆的材料强度和切向和轴向载荷。
在挖掘过程中，管柱承受大量的重量和摩擦力，而断裂失效主要由以下因素导致：1、钻杆设计:如果钻杆材料不足以承受挖掘压力，钻杆可能会断裂。
2、钻杆的运转状态:如果钻杆被曲折，扭曲或振动，则管柱可能会断裂。
3、环境影响:如果钻井环境温度变化剧烈，钻杆可能会收缩或扩张，然后从而导致断裂失效。
为避免断裂失效，需要选择适当的钻头和井深，定期更换老化的钻杆，使用高质量的钻具，确保钻杆金属的断裂强度和高强度的金属性质能够抵抗外部的载荷。
三、疲劳失效疲劳失效是指由于钻井过程中的啮合、转动、振动等作用，使得钻具的材料受到多次反复的载荷作用而导致的失效。
疲劳失效通常是由以下原因引起的：1、超负荷：如果管柱承受超出其载荷极限的应力，随着时间的推移，它们将在高载荷情况下疲劳。
2、变形：如果管柱在钻井过程中出现变形，如扭曲、振动等，其疲劳极限会降低。
3、环境因素：诸如温度、酸碱性等环境因素可能导致钻具的材料受到损害。
为了避免疲劳失效，以下是几个重要的措施：1、选择尽可能高的钻杆金属强度。
2、控制切削转速，减少外部载荷情况下的功率。
油田钻具失效原因分析及控制措施研究
油田钻具失效原因分析及控制措施研究油田钻具是石油勘探和开采中不可或缺的重要设备，在石油生产中发挥着至关重要的作用。
在长时间的使用过程中，油田钻具可能会出现失效现象，不仅会造成生产中断和设备损坏，而且还会对环境和人员安全造成潜在威胁。
深入分析油田钻具失效的原因，并提出相应的控制措施，对于提高油田钻具的使用寿命和运行安全具有重要意义。
一、油田钻具失效原因分析1. 磨损和疲劳油田钻具在长时间的作业过程中，受到重复的载荷和振动影响，容易发生磨损和疲劳现象。
特别是在复杂地层条件下，磨损和疲劳问题更为突出，导致钻具寿命大大缩短。
2. 腐蚀油田钻具长期处于恶劣的地下环境中，容易受到泥浆、酸性物质等腐蚀介质的侵蚀，导致钻具表面损坏，甚至出现龟裂、脱落等现象。
3. 设计缺陷油田钻具的设计缺陷也是造成失效的重要原因。
在受力分布不均匀的情况下，可能导致部件断裂；在钻具的连接部位存在设计缺陷时，也容易发生失效。
4. 质量问题油田钻具的质量直接影响着其使用寿命和安全性能。
一些没有经过严格检测和质量控制的钻具可能存在隐患，容易出现失效问题。
5. 错误使用油田钻具的错误使用也是造成失效的重要原因。
操作人员对于钻具的使用不当，或者不符合设计要求的使用方法，容易导致失效。
二、控制措施研究1. 强化维护管理加强对油田钻具的维护管理，定期进行检查和维修，及时发现并修复磨损、腐蚀等问题，可以有效延长钻具的使用寿命。
2. 加强质量控制对油田钻具的生产过程进行严格的质量控制，确保钻具的质量符合设计要求，避免因质量问题造成的失效现象。
3. 完善设计改进油田钻具的设计，提高其受力均匀性和耐腐蚀性能，减少设计缺陷对钻具寿命的影响。
4. 增强人员培训加强对油田钻具使用人员的培训，提高其对钻具正确使用和维护的认识，减少因误操作导致的失效。
5. 强化监测技术引入先进的监测技术，对油田钻具进行实时监测，及时获取钻具的工作状态信息，可以有效预防失效的发生。
钻具失效分析
钻具失效分析钻具失效分析一、失效分析概论1、失效的定义部件或零件处于下列状态之一时:, 完全不能工作;, 可以工作，但功能效果不能令人满意;, 受到严重损伤，可靠性、安全性受到影响。
2、失效的过程与分类过程:损伤萌生------积累扩展------破坏。
分类:疲劳破裂失效---------过程比较长，发展速度比较缓慢;解理断裂失效---------过程短，速度快。
3、失效分析的意义失效分析———按一定的思路和方法判断失效性质、分析失效原因、研究失效事故处理方法和预防措施的技术活动及管理活动。
意义有:, 减少和预防同类失效现象重复发生;, 为技术开发、技术管理、技术改造和进步提供信息、方向、方法和途径;, 为事故责任认定提供科学的技术依据;, 是质量管理中重要组成部分。
4、失效分析的基本思路, 对具体服役条件下的零部件进行具体分析，从中找出主要的失效形式及主要失效抗力指标;, 运用金属学、材料强度学和断裂物理、化学、力学的研究成果，深入分析各种失效现象的本质，揭示失效机理。
, 在对零部件力学条件、环境条件、产品质量和使用情况进行综合分析1基础上，确定造成失效的原因。
, 研究失效抗力指标与材料因素、工艺因素、结构因素、载荷与环境及使用因素的关系，提出预防失效再发生的措施。
5、失效分析的程序和步骤失效分析程序图:失效(故障)发生调查加工和服役历史现场调查及残骸分析初步观察分析无损检测分析宏观断口分析截取试样金相分析微观断口分析化学成分分析常规力学分析确定失效的性质综合分析确定失效的原因下步改进的措施2整个失效分析过程应重点抓着以下几个环节:(1) 收集失效件的背景数据。
主要包括加工制造历史、服役条件和服役历史。
(2) 失效件的外观检查。
包括:, 失效件的变形情况，有无镦粗、下陷、内孔扩大、弯曲、缩径、断面解理形状等;, 失效件表面的加工缺陷，如:焊疤、折叠、瘢痕、刮伤、刀痕、裂纹等。
, 断裂部位所在的位置，是否在键槽、尖角、凹坑等应力集中处。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是岩石钻探工作中必不可少的工具，它们在矿山、建筑、石油和天然气钻井等领域都有广泛应用。
然而，由于各种因素影响，钻具往往会出现各种失效形式，影响钻探单位的工作进度和成本。
下面是钻具常见的失效形式以及相应的解决方案。
1. 磨损和疲劳钻具在长时间使用和高强度工作后会出现磨损和疲劳现象，这会导致钻头的速度和效率下降，同时也会对钻工的安全性产生威胁。
钻具的磨损和疲劳是常见的失效形式，解决方案是经常对钻具进行检查和保养，及时更换磨损的部分，以提高钻具的使用寿命。
2. 断裂和破裂断裂和破裂是钻具失效的严重形式。
这通常是由于钻头在进入岩石或土壤时遇到了太大的阻力或被夹住了，导致钻具发生严重变形或直接折断。
解决方案是合理选择钻具和使用合适的钻探技术，合理控制钻井速度和力度，充分准备工作，防止出现异常情况。
3. 堵塞和卡住当钻头进入非常松散或黏性物质时，就容易出现堵塞和卡住的问题。
堵塞和卡住不仅会导致钻具失效，还会对岩石钻探工作产生危险。
解决方案是使用合适的钻具和钻探技术，尤其对于黏性物质，应该采取特殊措施，如喷洒泡沫或水混合物等。
4. 腐蚀和氧化在某些特殊的环境中，如海洋或酸性土壤中，钻具会经受到腐蚀和氧化。
这会导致钻具的表面变脆，出现裂纹和破损。
解决方案是选择抗腐蚀和抗氧化的钻具材料，对钻具进行定期检查和保养，避免在腐蚀条件下使用钻具。
总的来说，钻具的常见失效形式有很多，但是如果采取正确的措施，可以很好地防止钻具失效。
因此，岩石钻探工程中，对于钻具的选择、使用和维护都需要严谨对待，以确保钻工的安全和工作效率的提高。
油田钻具失效原因分析及控制措施研究
油田钻具失效原因分析及控制措施研究油田钻具失效是指在钻井作业过程中，钻具出现各种故障，无法正常运转或达不到预期的使用寿命。
这会严重影响钻井的进展和效率，增加作业成本，甚至导致事故的发生。
对油田钻具失效的原因进行分析并研究相应的控制措施，对保障钻井作业的持续进行和安全生产具有重要意义。
油田钻具失效的原因主要有以下几方面：1. 动力系统失效：动力系统失效包括电机、液压系统、传动装置等故障。
这些故障可能是由于组件磨损、润滑不良、密封件老化等原因导致的。
控制措施包括定期进行设备维护保养，检查机械零部件的磨损情况，加强润滑管理，更新老化的密封件等。
2. 钻头失效：钻头是钻井作业中最容易失效的部件之一。
其失效原因主要有磨损、断刃、堵塞等。
钻头磨损主要是由于井壁岩石的磨蚀作用，尤其是含有砂岩和碳酸盐岩的地层，需要采取合适的防磨措施。
断刃则是指钻头刃部发生断裂，这主要是由于受到过大的冲击或拉伸力造成的。
堵塞则是指钻头刃部被岩石屑、胶结物等物质堵塞，导致无法正常进行钻井作业。
控制措施包括选择合适的钻头材料和结构，进行定期的检查和维护，及时清理堵塞物等。
3. 钻柱及井筒失效：钻柱及井筒是支持钻头和输送钻杆的关键部件，其失效会导致整个钻具系统无法正常工作。
钻柱失效主要是由于疲劳断裂，其原因可能是工作条件超过了其承载能力，也可能是材料质量问题。
井筒失效则是由于井壁结构破坏，主要原因是岩石的强度不够，造成井壁塌陷。
控制措施包括合理设计钻柱和井筒的结构，选择合适的材料，定期进行强度检测和防腐处理等。
4. 钻井液失效：钻井液失效主要指钻井液性能下降，无法满足钻井要求。
钻井液性能下降的原因很多，包括固相物质浓度过高、润滑性能不佳、过滤性能下降等。
这些都可能导致钻井液与井底温度、地层压力不匹配，从而出现井壁稳定问题。
控制措施包括定期检测钻井液性能，及时调整配方，控制固相物质浓度和酸碱度，保证钻井液的稳定性能。
钻井作业中油田钻具失效的原因较多，但通过合理的控制措施可以减少其发生概率。
钻具稳定器失效分析
钻具稳定器失效分析:稳定器工作千米以上的井下,受静压力、应力、温度以及空气、水、钻井液等应力、温度以及空气、水、钻井液等环境介质的影响疲劳断裂、烧伤及腐蚀情况时有发生,恶劣的工作条件加上制造时有发生,恶劣的工作条件加上制造工艺、材质选择、产品后期管理和使用方法的因素,使用得稳定器的失效具有就生产现场而言,稳定器主要存在以下几种失效方式。
1.钻具稳定器螺旋主体磨损失效。
稳定器螺旋主体外表面紧贴井壁,在工作时存在较高的相对运动,坚硬的井壁作为磨料破坏着稳定器,造成稳定器壁厚减薄,丧失扶正功能,承载能力下降,同时会在稳定器表面产生划痕,此工况下主要失效形式表现为磨料磨损,其控制机理主要为显微切削。
为了增加稳定器的耐磨性,也采用在稳定器表面镶嵌研制合金的作法,但由于硬质合金工作时脱落的情况也十分严重,脱落的硬质合金碎块不但造成钻进进程缓慢同时也恶化了稳定的工作环境。
2.钻具稳定器主体过载断裂。
稳定器的过载断裂是由于工作载荷超过了构件的承载能力引起的。
一方面由于选材及稳定器热处理不当造成材料晶相组织不良导致材料强度达不设计要求,承载面积减少使结构强度下降,另一方面是工作负荷过大造成失效。
3.钻具稳定器螺纹失效。
3.1螺牙倒扣和密封失效。
稳定器在工作时转速不是均匀的,特别是在突然加速时,扭矩突然增加,稳定器与井壁、公扣母扣的交互作用在接头产生高温,高温高压密封脂从螺纹间隙溢出,可能造成螺牙倒扣从而引起密封失效。
3.2胀扣、黏扣及滑脱在较高的工作压力下,强制性地使用公扣进入母扣很容易引起母扣胀开或黏扣,从而造成联接失效,上紧扭矩过高或井下产生过高扭矩时也会因胀。
3.3钻具稳定器螺纹的其它失效。
当螺纹锥度较大时,上紧数未达到适当圈数而扭矩就已达到设计值,稳定器在承受轴向力时就易发生脱扣,此外还可能产生螺纹断裂、螺牙剪切失效。
3.4钻井环境条件恶劣引起失效。
随着钻井深度的增, 地层温度按2. 4℃～310℃/100 m的梯度增加,若以井深度为3 000 ,米计算,地层温度可达100℃左右,钻井所产生摩擦热在井底温度可达100℃,随着井深增加此温度还会增加很多,在这样的高温下,钻井过程中遇到的腐蚀介质氧、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类具有更好的反应条件造成钻具稳定器腐蚀加剧,更为严重的是稳定器和井壁高速摩擦所产生的热量如果不能得到很好的传递,稳定器外表温度可达到马氏体相变温度以上,这将严重影响材料的金相组织和物理特性。
钻具失效分析PPT课件
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1.1钻杆螺纹点蚀或过度磨损失效分析
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1.2钻杆螺纹点蚀或过度磨损失效分析
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1.3钻杆螺纹点蚀或过度磨损失效分析
螺纹点蚀或过度磨损失效分析
2)原因：钻具组进给偏斜 解决办法：调整相关设备参数。
3)原因：钻孔偏斜导致钻具组歪斜并受到负面应力 解决办法：采取诸如易返式钻头，导引套管等多种措施提高钻孔的 直线度， 垂直度等。
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8.1 联结套轴向纵裂纹失效分析
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2.5四川拉法基应用实例
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3.1钻杆外螺纹局部崩裂破坏
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3.2钻杆外螺纹局部崩裂破坏
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过度磨损衬套需及时更换
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钻具的正确运输及保护
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硬质合金冲击钻进示意图
位于合金头正下方的物料被连续不
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钻具常见失效形式
钻具常见失效形式
钻具是油田开发中必不可少的工具，它直接影响到油田的开发效率和成本。
在使用过
程中，钻具也会面临各种失效形式，这些失效形式对钻井作业造成了不小的影响。
本文将
对钻具常见的失效形式进行分析和总结，以便钻井作业人员更好地了解钻具的性能和使用
要求，从而提高钻井作业的效率和安全。
一、磨损失效
磨损是钻具常见的失效形式之一，主要是由于钻具长时间的使用和磨削作业导致的表
面磨损。
磨损失效会导致钻具的尺寸减小、表面粗糙度增加和加工精度下降，进而降低了
钻具的使用寿命和性能。
磨损失效的主要原因包括材料的选择不当、工艺不合理和使用条
件恶劣等因素。
在钻井作业中，钻具的磨损失效会导致井下作业的停滞和生产效率的下降，因此必须采取相应的措施来延缓钻具的磨损速度，比如采用高强度的材料和表面涂层技术，以提高钻具的抗磨损能力。
七、其它失效形式
除了上述几种常见的失效形式之外，钻具还可能出现其它形式的失效，比如过磨、裂缝、松动等。
这些失效形式都会严重影响钻具的使用效率和安全性，因此在钻具的设计、
制造和使用过程中，必须充分考虑并严格控制这些失效形式的产生，以提高钻井作业的效
率和安全。
钻具常见的失效形式包括磨损、断裂、腐蚀、塑性变形、疲劳、磨损、腐蚀和疲劳共
同作用以及其它形式的失效。
这些失效形式对钻具的使用效率和安全性都会产生不同程度
的影响，因此在钻井作业中，必须采取相应的措施来降低这些失效形式的产生，以提高钻
具的使用寿命和性能。
希望本文能够对广大钻井作业人员有所帮助，从而更好地应对钻具
的失效问题，提高钻井作业的效率和安全。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油钻井中的重要工具，用于在地表进行钻井作业，具有耐磨、耐高温和高强度等特点。
在实际工作中，由于工况复杂和长时间使用等原因，钻具常常会发生各种失效形式。
本文将介绍钻具常见的失效形式并进行详细分析。
钻头失效是钻具中最常见的失效形式之一。
钻头在实际作业中受到了很大的冲击和摩擦力，容易出现磨损和断裂等问题。
磨损主要表现为切削齿和锥度的磨损，主要原因是岩石的硬度大，钻头在切削过程中容易受到磨损。
断裂主要是由于钻头的材质质量差、工况复杂以及过度磨损等原因导致的，严重影响钻具的使用寿命和效率。
钢丝绳断裂也是钻具常见的失效形式之一。
钻井时，钢丝绳要经受较大的拉力，并且长时间使用容易出现断裂问题。
钢丝绳的断裂主要由于疲劳、腐蚀和磨损等原因引起。
疲劳断裂是由于钢丝绳长时间在弯曲和张力交替作用下，造成金属疲劳破坏。
腐蚀则是由于钢丝绳长时间暴露在潮湿、高温和酸碱等腐蚀介质中导致的。
磨损则主要是由于钢丝绳在滑轮等部位摩擦而造成的。
管柱失效也是钻具常见的失效形式之一。
管柱是负责将钻头送到井底并同时进行钻进作业的重要部件，容易因各种原因导致失效。
管柱的失效形式主要有塑性变形、捻度过大和疲劳断裂等。
塑性变形是由于管柱产生的塑性应变超过其材料的塑性极限而造成的。
捻度过大是指管柱在进行旋转运动时，由于扭力太大而导致破损。
疲劳断裂是由于管柱在工作中长时间受到往复应力作用而出现疲劳破坏。
钻柱失效也是钻具常见的失效形式之一。
钻柱是全部钻具的主体部分，承受着很大的拉压力和扭矩。
钻柱的失效形式主要有腐蚀磨损、金属疲劳断裂和材料缺陷等。
腐蚀磨损是由于钻柱长时间暴露在潮湿、高温和酸碱等腐蚀介质中而导致的。
金属疲劳断裂是由于钻柱长时间在往复载荷下产生的疲劳破坏。
材料缺陷则是由于钻柱材料质量不好或制造工艺不合格导致的。
钻具常见的失效形式包括钻头失效、钢丝绳断裂、管柱失效和钻柱失效等。
这些失效形式都与工况复杂、材料质量和使用寿命等因素有关。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油钻井中的重要工具，常见的失效形式对钻井作业的安全和效率都有重大影响。
钻具失效主要包括钻头损失、钻杆变形、接头损坏、尾管磨损和螺纹磨损等多种形式。
本文将就钻具常见的失效形式进行详细介绍，以便石油钻井工作人员能够及时发现和解决问题，确保钻井作业的顺利进行。
一、钻头损失钻头是钻井中最关键的部件之一，其失效会对钻井施工产生重大影响。
钻头损失的主要形式包括钻头磨损和断裂两种。
钻头磨损是因为长时间在高温高压下工作，受到岩石磨损作用而导致的，而钻头断裂则是因为材料本身强度不够或者操作不当造成的。
钻头损失会导致以下问题：一是增加钻井成本，因为需要更换新的钻头；二是延长钻井时间，因为需停机更换钻头；三是增加钻井风险，因为断裂钻头可能造成其他钻具失效或井下事故。
对钻头损失的预防和处理至关重要。
二、钻杆变形钻杆是将旋转动力传递给钻头的关键部件，其稳定性对于钻井作业的安全和效率都至关重要。
在实际作业中，钻杆容易受到扭曲和冲击而发生变形，主要表现为弯曲和挤压两种形式。
钻杆变形会引起以下问题：一是降低钻井作业效率，因为变形后的钻杆难以传递旋转动力，严重影响钻进速度；二是增加井下事故风险，因为变形后的钻杆在旋转时可能造成其他钻具失效或井下故障。
对钻杆变形的监测和处理尤为重要。
三、接头损坏钻杆和钻头之间的接头是承受最大载荷的部件之一，所以其健康状况对于整个钻具工作的稳定性和安全性至关重要。
在实际作业中，接头容易发生断裂、磨损和疲劳等形式的损坏。
接头损坏主要影响主要表现在以下方面：一是增加钻具维护成本，因为需要更换新的接头；二是降低钻具的工作稳定性，因为损坏的接头会导致钻具整体的不稳定；三是增加井下事故风险，因为损坏的接头在工作时可能导致其他钻具失效或井下故障。
对接头的健康状况进行监测和维护就显得尤为重要。
四、尾管磨损尾管是钻井中必不可少的部件之一，它主要用来稳定钻杆和传递旋转动力。
在实际作业中，尾管容易受到岩石磨损的作用而发生磨损，主要表现为管壁厚度的减少和表面粗糙度的增加。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油钻采工程中非常重要的工具，它承担着将钻头送入地下并钻取地下矿藏的任务。
由于工作环境的恶劣和长期的使用，钻具在工作过程中常常会出现各种失效形式。
本文将就钻具常见的失效形式进行详细介绍，以便工程师和操作人员更好的了解钻具的性能和使用情况。
一、磨损失效磨损是钻具常见的失效形式之一，它是由于钻头在岩石中长时间的旋转和钻取导致的表面磨损。
磨损失效会导致钻头的工作效率降低，增加了钻井成本。
磨损失效主要有以下几种形式：1. 表面磨损：钻头表面出现磨损，主要是由于岩石对钻头的作用力过大，导致钻头表面材料的脱落和磨损。
2. 刀具磨损：钻头的刀具部位磨损严重，主要是由于刀具材料的硬度不足或者岩石的硬度过高。
3. 尾部磨损：钻头尾部的磨损会导致钻具的稳定性降低，影响钻孔的质量。
对于磨损失效，可以通过使用更耐磨的材料或者加强刀具的冷却和润滑来减少磨损的发生。
二、疲劳失效疲劳失效是由于钻具在长期恶劣条件下的重复受力和振动导致的损坏，主要表现在以下几个方面：1. 弯曲疲劳：钻杆在弯曲和扭转的工作环境下，容易发生弯曲疲劳，导致钻杆断裂。
对于疲劳失效，可以通过提高钻具的材料强度和韧性，减少振动和冲击，以及增加钻具的润滑和冷却来减少疲劳失效的发生。
三、腐蚀失效1. 酸性腐蚀：在酸性地层中钻井时，钻具容易受到酸性岩石的侵蚀，导致钻具表面产生腐蚀，甚至引起钻具的断裂。
对于腐蚀失效，可以通过选择耐腐蚀的钻具材料，采用合适的腐蚀防护措施，如涂覆防腐蚀涂层等来减少腐蚀失效的发生。
四、塑性变形失效1. 变形弯曲：在高温和高压条件下，钻具容易发生变形和弯曲，导致钻具无法正常工作。
钻具在工作过程中会受到各种因素的影响，从而导致各种失效形式的发生。
针对这些失效形式，需要根据具体情况采取相应的预防和修复措施，以保证钻具的正常工作和长期使用。
希望本文的介绍对大家有所帮助，谢谢！。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油钻采过程中最重要的工具之一，它承担着在井下复杂环境中进行钻井、完井和修井工作的任务。
钻具在使用过程中可能会出现各种不同的失效形式，这些失效形式对钻井作业的安全和效率都会造成严重影响。
对钻具常见的失效形式进行深入了解，并采取相应的预防和修复措施，对于保障钻井作业的顺利进行至关重要。
一、钻具断裂钻具断裂是指钻具在使用过程中由于受到超负荷的力或者外界环境的影响而发生了断裂。
钻具断裂主要包括两种情况：一种是在井下受到挤压或者拉力作用而断裂；另一种是在井口或者运输途中受到撞击或者损伤而断裂。
钻具断裂不仅会造成生产过程的中断和钻具设备的损坏，更严重的是可能会导致工人的伤亡事故。
预防钻具断裂成为了钻井作业中一项非常重要的任务。
预防钻具断裂的方法主要包括：一是在设计和制造钻具时，要充分考虑到井下复杂的工作环境和受力条件，合理选择材质和加强加工工艺，以提高钻具的受力强度和耐磨性；二是在使用前对钻具进行全面的检查和测试，及时发现和排除隐藏的缺陷，确保钻具的安全可靠；三是在作业过程中，严格按照操作规程进行，避免对钻具进行过大的冲击和挤压，以减少钻具断裂的风险。
二、钻具磨损钻具在钻井作业过程中，由于与井壁、岩石和砂砾等硬物的接触和切削作用，会导致钻具的磨损。
钻具磨损主要表现为刀具的磨损、钢管的磨损和接头的磨损。
刀具的磨损是指在切削过程中，刀具表面受到硬物的侵蚀和摩擦，导致刀具刃口变钝或者破损，降低了钻井的切削效率和质量。
钻具的磨损是指在钻井过程中，钻杆和钻头等钻井工具的表面受到硬物的磨损，导致钻具的直径和长度减小，影响了钻井的效率和深度。
接头的磨损是指在作业过程中，钻具的接头处由于受力不均或者受到振动和冲击，导致接头表面的变形、损坏或者腐蚀，影响了整体钻具的可靠性和密封性。
预防钻具磨损的方法主要包括：一是选择合适的材质和工艺，提高钻具的硬度和耐磨性，延长钻具的使用寿命；二是在选用刀具和钢管时，要根据井下地层的特点和井壁的性质，合理选择刀具的材质和结构，以提高刀具的抗磨损能力；三是对钻具的使用和维护进行规范管理，定期对刀具和钻头进行更换和修复，避免因磨损过大而影响钻井作业的进行。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式1. 磨损失效钻具工作在极端的条件下，接触到各种岩石、油层和地层物质，磨损是不可避免的。
当钻头、钻杆、鉤股等受到磨损，其工作性能将随之降低，直至失效。
磨损失效不仅与钻具的使用寿命有关，也与磨损的程度和类型有关。
磨损会导致钻具的稳定性下降，也会削弱其抵抗疲劳和损伤的能力。
为了减轻磨损，可以采用增加牢固性、涂抹保护剂、提高钻头硬度等方法。
2. 疲劳失效钻具在长时间的工作中，容易因承受动载荷或震动、应力等因素而产生微小的裂纹和损伤，这些损伤将会逐渐积累，最终导致疲劳失效。
疲劳失效常见于钻铤，其工作强度较大，受到动载荷和振动的影响较大，容易出现裂纹和损伤。
疲劳失效对钻具的损害往往是无法预测和避免的，因此在钻探作业中，定期检查、维修和加强钻具是非常必要的。
3. 腐蚀失效钻具常常与含有酸、盐等腐蚀性物质的地层和井液接触，其中钢铁材料很容易受到侵蚀，导致钻具失效。
腐蚀造成的失效往往是渐进的，逐渐减小钻具的承载能力和稳定性。
为了延长钻具的使用寿命和减少腐蚀失效，可以采用提高钢铁材料的抗腐蚀性能、换用更加抗腐蚀的材料等方式。
4. 爆炸失效在钻探作业中，常常需要使用火药等炸药或高压水流等工具进行疏通或爆侧作业，这些操作可能会造成钻具的爆炸失效。
爆炸失效就是钻具因承受超过其强度极限的压力而爆炸破裂。
钻井作业中，需要特别注意安全事项，严格控制炸药和高压水流等工具的使用，同时加强钻具的防爆性能。
5. 套管失效钻井过程中，要先在钻孔中钻立管、套管和生产管，以确保钻孔的完整性和安全性，套管的失效对于钻井的安全和生产产量产生影响。
套管失效主要包括有机械失效、腐蚀失效、冲击失效等方面的因素。
钻孔中套管应选用高强度、高韧性的管材，并正确安装，定期进行检查和维修，防止套管失效。
石油钻井用钻具培训讲义课件.pptx
不合格钻具应明确标识、单独存放并登记。
应选用与钻具尺寸相匹配的井口工具。不应在钻杆中使用滤清 器。
三、钻具的使用
应清洗干净钻具螺纹，配戴护丝；钻具上下钻台轻吊轻放，防 止碰坏螺纹及台肩面；在鼠洞接单根应扣吊卡；上扣应保证钻 具螺纹清洁，均匀涂敷钻具螺纹脂。
钻铤的标准长度有9.15m和9.45m两种。
（三）、钻铤
常用钻铤34;（228.6mm） 731/730(758REG)
8"（203.2mm） 631/630(65/8REG)
7"（177.8mm） 411/410(NC50)
61/2"（165.1mm） 4A11/4A10(NC46)
（一）、方钻杆
直线度：11.28m*0.52=5.86mm。 新方钻杆喷码识别：
AB公司 ISO10424-1 65/8REG LH NC××（51/2FH）
（二）、加重钻杆
加重钻杆按制造方式分为整体加重钻杆和对焊加重 钻杆两种。整体加重钻杆标识：ZH
加重钻杆有I型加重钻杆和II型加重钻杆，是按加重钻 杆的长度划分的，I型加重钻杆标准长度为9.3米，II 型加重钻杆标准长度为13.5米。
加重钻杆的公称尺寸是加重钻杆管体的外径尺寸。
加重钻杆中部加厚部分的外径为加重钻杆公称尺寸 +1/2"（12.7mm）
（二）、加重钻杆
常用加重钻杆尺寸及技术参数
尺寸
51/2" 5"
41/2" 31/2" 27/8"
型号
管体壁厚 mm
JZ55-51/2FH-I 23.8
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是用于钻井过程中取代露出岩层锤头或人工操作的一种工具，其作用是负责在井孔内部进行钻探活动，采集地质样品以及实现井孔壁面的支撑。
钻具所处环境复杂，具有高强度、高磨损、高腐蚀等性质，因此具有易发生损坏的风险，而钻具失效与井下环境、钻具设计、材料、加工、使用以及维护等多种因素有关。
本文将概述钻具常见失效形式，以期帮助钻探企业针对这些问题实施有效的预防措施。
1. 疲劳失效钻具在工作时会长时间受到疲劳载荷，长期疲劳载荷将导致钻具出现疲劳失效。
疲劳失效一般表现为钻具部件内部开始形成微小裂纹，随着疲劳次数增加，裂纹逐渐扩大并形成互相贯通。
常见的产生疲劳失效的原因包括工作周期长、钻具设计不当、强度低等。
2. 应力腐蚀失效钻具在钻探过程中难免会遇到露出的区域，导致钻具更容易受到化学物质的侵蚀，而且具有应力集中的倾向。
当化学物质和应力同时存在时，会导致钻具表面的腐蚀加速并逐渐进入钻具内部，使材料逐渐失去原有的强度，这种失效形式称为应力腐蚀失效。
3. 磨损失效钻具在井孔中长期与岩层之间的物理摩擦和化学反应，会导致钻具表面的磨损产生。
磨损导致了钻具部件的减薄、表面质量劣化、尺寸超差、重量降低等问题。
当磨损导致了钻具强度的降低时就会出现磨损失效。
4. 塑性失效钻具在使用过程中遇到过大的载荷，会产生屈曲变形或剪切断裂，这种形式的失效称为塑性失效。
塑性失效是因为钻具在过程中发生了塑性变形，从而导致基本塑性后产生的破坏。
钻具在使用和维护过程中，易受酸、碱、水气等物质的腐蚀，从而导致钻具表面及其内部产生材料损伤，逐渐演化成为表面和内部的失效形式。
腐蚀失效一般表现为材料表面和内部出现腐蚀坑、涂层脱落、裂纹等。
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钻进过程中钻柱受力
中和点及附近受力 钻柱上不受拉力又不受压力的位置称为 中和点。中和点将钻柱分为下部钻柱和 上部钻柱。 钻头在井底工作不稳定和不均匀送钻操 作，会使中和点移动。 中和点受交变载荷。
•API RP 7A1 旋转台肩接 头螺纹脂试验推荐作法
规定了钻具螺纹脂的材 料和试验方法。
API 标准级别
包含了绝大多数管材、工具的尺寸规格、
钢级，解决了互换性问题。 API 标准早，在全世界范围引用。 API 标准不是最高标准，油田应根据井 况制订订货补充技术条件。 API 标准没有包括所用的标准，有待我 们完善补充。
钻杆作用
提供从钻机到钻头的钻井
液通道，输送钻井液。 把地面动力（扭矩）传递 给钻头并给钻头加压。 起下钻头。
通过钻柱了解和观察钻头工
作情况、井眼情况和地层情 况。 进行取心、处理井下事故， 打捞落物，挤水泥等作业 对地层流体及压力情况进行 测试和评价。
加重钻杆 用于钻铤与钻杆过渡区，缓
井下有害气体对钻具使用寿命的
影响 H2S会导致钻具应力腐蚀开裂 CO2、泥浆里的溶解氧会加剧钻 具腐蚀。
井身结构 深井、定向井、水平井越
来越多。 在造斜段全角变化率（狗 腿度大），钻具受到很大 的弯曲载荷，很易发生疲 劳断裂和摩擦热裂纹。
钻井条件对钻具性能要求 尺寸精度高，特别是螺纹接头加
• API SPEC 7
旋转钻井设备规范
规定了从水龙头转换接头到钻头 的所有旋转钻井设备的尺寸规格（除 钻杆管体外）、螺纹接头类型及测量 方法、标准量规及测量方法、接头和 钻铤的机械性能。还包括小直径工作 管柱、转盘、轴系、钻井泵零部件、 水龙带和刹车块的尺寸要求。
• API RP 7G 钻井设备设 计和操作推荐作法
工精度高。 抗疲劳性能好。 耐磨，抗摩擦裂纹能力高。 抗粘扣性能好。
2 标准简介
• API 钻具标准
• API SPEC 5D 钻杆规范（ISO 11961-1996）
• API SPEC 7 旋转钻井设备规范
• API RP 7G 钻井设备
设计和操作推荐作法
• API SPEC 5D 钻杆规范 该规范内容包括所有 钢级的无缝钻杆管体及其 制造方法、化学成分和机 械性能要求、试验方法和 尺寸要求。
对钻杆韧性要求
API SPEC 5D-1999 21º C ≥ 54J ISO 11961-1996 21º C ≥ 54J API SPEC 7-1997 对接头无要求 SY/T 5290 -2000 - 20º C ≥ 54J ISO 11961（草案）含管体、接头、焊区 钻杆管体 1级 21º C ≥ 54J 2级 -20º C ≥ 41J 3级 -20º C ≥ 100J 接头（1~3级） -20º C ≥ 54J
粘扣原因
内外螺纹不匹配
表面处理质量差
螺纹脂质量差或有硬质异物 偏斜对扣
开始上扣时速度过快
钻具稳定器偏心脆断
钻铤外螺纹疲劳断裂
钻铤外螺纹断裂
加重钻杆螺纹刺漏
加重钻杆本体断裂
某厂生产的对焊式加重钻杆断裂情况
钻杆加厚过渡区刺穿
H2S导致钻杆应力腐蚀断裂
钻杆管体中部裂纹造成的刺漏
和两者弯曲刚度的变化，以 减少钻杆损坏。 在小井眼中代替钻铤，操作 方便。 在定向井中代替大部分钻铤， 以减少扭矩和粘卡钻等。
钻铤
给钻头提供钻压。
使下部钻具组合具有较大
刚度，使钻头工作稳定， 有利于克服井斜问题。
钻铤种类 圆柱钻铤 螺旋钻铤
螺旋钻铤 减少粘附卡钻的发生
丛式井
过载断裂
所加的载荷过大，超过了
构件或零件的承载能力。
脆性断裂
材料韧性差
有结构应力集中 突然断裂
疲劳断裂
交变载荷
较长时间运转 从薄弱环节断裂
H2S应力腐蚀开裂
拉应力 H2S
内螺纹接头胀大 钻铤弯曲强度比过小。
钻铤扣形选错（127mm NC38) 钻铤外径磨小 。 钻杆接头密封台肩宽度不足 (127mm钻杆接头DF=150.4mm) 井下扭矩过大。
3 钻具失效分析及预防
• 失效定义 • 失效分析 • 几种常见的钻具失效形式 • 钻具螺纹的载荷分布 • 钻具失效分析及预防
•失效的定义
美国《金属手册》认为，机械产品的零件 或部件处于下列3种状态之一时定义为失效： （1）当它不能完全工作时； （2)仍然可以工作，但已不能令人满意地实 现预期的功能时； （3)受到严重损伤不能可靠而安全地继续使 用，必须立即从产品或装备上拆下来进行修理 或更换时。
钻具标准、失效讲解
1、简要 介绍
钻具是下井工具的总称。 包括方钻杆、钻杆、加重钻杆、 钻铤、无磁钻铤、转换接头、 钻柱稳定器等。而将这些下井 工具连接起来组成的管串称为 钻柱。
钻柱是连通地面与地下的枢纽。钻井过程 中，地面动力的传递和钻井液的输送，依靠 钻柱来实现；地层的变化、井下的复杂情况 ，也可以通过钻柱反映到地面上来；此外钻 井过程中的其他作业，如取心、处理井下事 故、中途测试等都必须依靠钻柱来实现。钻 柱一旦出现事故，会带来巨大的经济损失。 因此管理好、使用好钻具在钻井过程中尤为 重要。
（1）对钻具接头螺纹进行滚压强化
（2）加工应力分散槽 （3）采用新型钻具螺纹 • 加强现场检验 （4）提高螺纹表面处理质量 （5）优化钻杆内螺纹接头水眼尺寸 （6）提高钻具材料韧性(钢级越高 需要匹配的韧性越高）
以∮127×9．19 mm IEU ，G 105钻杆为 例，其结构如图所示。其中，D=127 mm， d= 108.6 mm ，DOU= 131.8 mm ， dOU =90.5mm ，Leu =76.2mm，Leu +Meu =139.7mm， Liu =108，Miu=150mm，R=300mm。
钻杆内螺纹接头胀大
钻杆过渡区裂纹
钻杆18度处裂纹
钻杆接头磨损
钻杆接头偏磨
钻杆内涂层起泡
• 预防措施
• 及时对失效样品进 行分析，找出原因 • 全面推广数字接头 • 钻具结构突变位置 应选用B型接头
• 制订订货补充技术条件
• 实施驻厂质量监督 • 严格操作规程 • 加强现场检验
• 提高钻具质量
钻井参数对钻具使用寿命的影响 钻压
钻压过大，中和点易移到加重钻杆或 钻杆。 增加钻铤的弯曲载荷。 转速 转速过快钻柱在井眼摆动厉害，钻柱 受力情况恶化。
地层岩性对钻具使用寿命的
影响
硬地层使钻具磨损加剧，易产生
摩擦裂纹。容易发生跳钻、蹩钻 事故，使钻具受力条件更加苛刻。 蠕变地层容易导致卡钻事故。
规定了钻具的扭转性能、拉 伸性能、上扣扭矩、钻杆接头扭 转性能计算、钻杆分级和钻铤弯 曲强度比计算等。
SY/T
5144 钻铤 SY/T 5290 钻杆接头 GB 9253.1 石油钻杆接头螺纹 SY/T 5200 转换接头 SY/T5146 整体加重钻杆
SY/T5987
钻杆国外订货技术条件 它是把API 5D和API 7 合在一 起的国内标准，有些地方的技术 要求高于API标准 规定了管体、钻杆接头的技术要 求和试验方法及检验规则
下部钻柱受力 下部钻柱（钻铤）大部分重量施
加给钻头破碎岩石 扭矩 弯曲 磨损
上部钻柱受力 扭矩 中和点以上钻柱重量
井口钻柱断面上所受扭力和
拉力最大。
钻柱震动
纵向震动（跳钻）引起交变应力。
井底反扭矩引起扭转震动（蹩钻），
产生交变应力。
卡钻
活动钻具上提，易发生过载。
• 失效分析
通过对构件或零件的失效 残样形貌、成分、性能和 受力情况等进行综合分析， 有时需要做再现性试验， 最终推断出失效原因。
失效分析的任务
寻找失效原因，不断降低
产品或装备的失效率，提 高可靠性，防止重大失效 事故发生
• 几种常见的钻具失效形式
• 断裂 •过载断裂 • 脆性断裂 • 疲劳断裂 • H2S应力腐蚀开裂 • 内螺纹接头胀大 • 摩擦裂纹 • 粘扣 • 结构不合理导致失效
谢谢！
摩擦裂纹
钻具与井壁或套管摩擦。
瞬时产生大量摩擦热。
局部温度超过材料相变温度，
金相组织变化。 组织应力和热应力超过材料 破断强度。 产生摩擦裂纹。
粘扣 内外螺纹旋合摩擦干涉，表面温
度急剧上升，使内外螺纹表面发 生粘结。由于上卸扣内外螺纹有 相对位移，粘扣常伴有金属迁移。 一般粘扣属于粘着磨损。如果有 沙粒或铁屑等硬质颗粒，粘扣为 磨粒磨损和粘着磨损。