法国专家讲稿钻具失效分析Failure_on_drill_string_EN_&_CN_[Compatibili.pdf
39页1、Failure on drill string 钻钻柱柱断断裂裂破破损损钻钻柱柱断断裂裂破破损损 Presented by Francois Kessler Failures on drill string 钻柱断裂破损原因 Fatigue = approx. 70 % of the failures. 疲劳断裂=约70%因此原因断裂 String design 管柱的设计管柱的设计 Handling. 使用操作 Environment 环境 Corrosion腐蚀 Formation 岩层 Fatigue疲疲劳劳断断裂裂 Most common failure mode 最常见的断裂破损形式 Initiation of the failure always perpendicular to the axis of rotation 断裂的起始线始终与旋转轴垂直断裂的起始线始终与旋转轴垂直 Happen in stressed region and / or in notch ( Last engaged thread, slips marks, change of cross sec
2、tion, etc) 在受力区域和/或者凹槽中疲劳断裂(最后接合的螺纹、 卡瓦痕、横截面转换处等等) Fatigue in bore back connection 背背面面连连接接疲疲劳劳断断裂裂 Drill collars are prone to develop fatigue crack at the connection bore back / last engaged thread. 钻铤易在背面连接/最后接钻铤易在背面连接/最后接 合的螺纹处产生疲劳断裂 Called twist off 所谓的扭裂(扭断) Fatigue in the box母母扣扣疲疲劳劳断断裂裂 压力 易疲劳断裂的薄 弯曲 易疲劳断裂的薄 弱点 弯曲 API Bending stress ratio API弯弯曲曲强强度度比比值值 Balanced connection: Zb = 2.5 Zp 平衡连接 Zb = 2.5 Zp BSR抗抗弯弯强强度度比比值值 2.75 to 2.25 to 1 is usually acceptable. 通常2.75: 2.25: 1的比值是可以的 3.40 t
3、o 1 will perform satisfactory with low torque connection 低扭矩时3.40:1 的比值会比较好低扭矩时3.40:1 的比值会比较好 3.00 to 2.50 to 1 is recommended in abrasive formation 在腐蚀性地层推荐采用3.00: 2.50: 1的比值 Avoid H90 connection on small DC. 避免短钻铤H90连接。 Cold roll 冷轧 Fibers in compression after cold rollafter cold roll 冷轧后压力结构 滚 动 Fatigue Resistant Connection 抗抗疲疲劳劳断断裂裂接接头头设设计计 Early fatigue weak point 易最先产生疲劳断裂的薄弱点 Elevator Shoulder crack on DC 钻钻铤铤吊吊卡卡台台肩肩上上的的裂裂缝缝 Causes: 成成因因 - Abrupt cross section change 横横断断面面转转换换突突变变 - St
4、ress concentration 压压力力集集中中 - Corrosive environment 腐腐蚀蚀性性环环境境 HWDP fatigue加加重重钻钻杆杆疲疲劳劳断断裂裂 Happen at cross section change 发生在横断面转换处 Called washout 即通常所说的冲蚀(冲 毁) Type of HWDP加加重重钻钻杆杆的的种种类类 常规 三 螺 旋 螺 旋 加 重 Length of connections接接头头长长度度 Pin weak fatigue failure 公公扣扣薄薄弱弱疲疲劳劳断断裂裂 -未上紧 -耐力(耐久性)有限 Finite Element Analysis of connection 接接头头的的有有限限元元分分析析 母母 扣扣 公公 扣扣 最最低低 最最高高 压压力力级级 Low Stress Connection 低低压压力力连连接接 String design钻钻柱柱设设计计 Exceed mechanical properties of the drilling string 超出(优于)钻柱的机械性能 T
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