石油钻杆应用中的作用有哪些?
发布日期:2022-06-13 作者:翊成网络g 点击:
石油钻杆是石油天然气勘探与开发过程中使用的一种主要工具。它是组成“钻柱”的主体,占整个钻柱长度的80%~90%,其上方接方钻杆,下方连钻铤。钻杆与方钻杆、钻铤之间通过短节、接头等用钻杆螺纹连成整体,其主要作用是传递旋转扭矩和输送钻井液。
钻杆在钻井过程中要承受拉、压、弯、扭、振动载荷、旋转离心和起下钻时附加的动载等交变作用,同时钻井液、钻井泥浆中溶解的酸性腐蚀介质及地层的氧化物等介质使钻杆内表面产生严重的腐蚀;对于高压气体作介质的气体钻井,钻头破碎的岩屑颗粒对钻杆外表面也有极大的冲蚀,这些受腐蚀、冲蚀的钻杆在应力作用下易失效、裂断,从而造成重大经济损失。另因井队使用维护钻具不当造成的钻杆丝扣粘结,或使钻杆接头体钻杆螺纹根部产生裂纹,这些裂纹即使很小,若不能被及时发现而继续使用就会酿成事故。
据资料介绍,平均每起钻杆失效事故造成的直接经济损失约10余万元,若钻杆断裂造成埋井,其经济损失可达数百万元。为降低事故发生,提高井下钻杆使用的可靠性,降低钻井工程成本,提高经济效益,对它们及时探伤是十分必要的,因而需要一种探伤设备,本文使用超声波探伤仪对损伤加以检测。
钻杆腐蚀常发生在管体部分,且内壁较外壁更易发生腐蚀,这是因为外壁和井壁之间频繁摩擦,有害物难以存留,不易被腐蚀。在使用过程中,腐蚀介质和交变应力的共同作用可以加速腐蚀过程,而腐蚀作用又加速了疲劳过程。腐蚀疲劳失效受腐蚀环境和疲劳载荷两种因素支配,钻杆在腐蚀介质中受交变载荷作用时,它的疲劳寿命显著降低,即是腐蚀和疲劳交互作用的结果。钻杆腐蚀对钻杆主要是腐蚀坑,在实际工作中,在外加应力和介质的共同作用下,腐蚀坑加速扩大,在腐蚀坑底部导致应力集中,外加应力循环一定周次后,腐蚀坑开始萌生裂纹。