油田钻具失效分析及预防措施研究

油田钻具失效分析及预防措施研究

凌海

渤海钻探第三公司70152队  300280

摘要：近年来，随着我国经济的不断发展，这个国家的工业化趋势很明显。人们日常生产生活所需的能源也在不断增加，这对我来说非常重要中国的能源开发和资源开发工作提出了更高的要求。钻井井下技术的发展可以提高油田开发的科学性，提高资源利用率资源利用的同时，保护周围的自然环境。在复杂地质工作环境和应力状态下，挠曲、拉伸、压缩等载荷，如果技术人员在井下配置工人对钻机的受力状态和工作状态没有足够的了解会使钻具长时间处于旋转摩擦状态，增加钻具的失效概率，导致安全事故。对此，技术人员要注意钻具配置技术要点，加强油田钻井安全管理，主动掌握知识没有考虑地下钻井作业的危险因素，提前采取适当的措施避免出现危险问题，在提高资源利用率的同时保证钻井作业的安全整体论。

关键词：油田钻具；失效分析；预防措施

引言

钻井是昂贵的，而钻一口深井的成本往往是数千万元。井下钻具在钻井作业时的工作环环境非常恶劣，要在高温高压环境中承受各种应变载荷在被钻井液冲刷和侵蚀时发生剧烈碰撞。通过钻钻井工具失效和钻井停捞等事故严重影响钻井施工进度，增加勘探开发成本。因此有有必要系统地划分钻具在井内可能发生故障的原因提出预防和避免井下事故的具体策略为提高油气田开发效率提供技术支持。

1石油钻具失效形式

石油钻井工具长期在高温、高压、高腐蚀条件下作业环境好，能承受各种交变负荷、冲击井壁的高速和剧烈摩擦以及泥浆循环时岩屑的回流钻具的冲刷效应同时承载着大量的测量工程参数在有坚硬下伏岩石的井中，位于钻头旁边的仪器段，特别是在定向井和水平井中垂直，在离心力和弯曲载荷的作用下，钻具和井井壁摩擦，导致钻具严重磨损。石油钻井工具在井下交替使用一段时间后在应力的反复作用下，局部薄弱区域会出现疲劳损失损伤主要集中在钻铤和螺纹表面。疲惫第一种应变损伤以微裂纹的形式出现在钻铤和螺杆表面齿根处晶粒末端的应力集中区域，是裂纹萌生阶段段。如果不能及时发现裂缝，继续钻孔施工时，裂缝会从表面向内部扩散，最后断裂。根据现场应用情况，钻具失效有两种类型类型:一是钻具表面的磨损和裂纹;另一个是钻螺纹裂纹和断裂。

2预防油田钻具失效的相关措施

2.1现场使用预防措施

在选择钻头的规格尺寸的过程中，钻头的外径越大更适合油田钻井工程，可以从根本上加以补充整个钻具刚性强，会降低弯曲变形的概率低到最小值。在设计底部钻具组合时，需要进行此操作将相邻的两个钻具外径依次减小，并在钻杆内减小在钻具串中，在BHA之间和下面加一根加重钻杆在局部位置形成一个尺寸过渡区以减少应力集中。并且合理选择钻铤的尺寸，避免钻到钻柱中间抽油杆位置，造成钻杆交变应力疲劳损伤。应该是用科学有效的手段，不断优化钻井工具的工作方式状态。可根据实际情况选择钻头的规格型号和钻削为避免钻孔共振，对参数进行了调整和改进钻头上的重量是为了防止钻杆上的局部应力导致钻杆弯曲或部分磨削条件等。使用重型钻杆，不断更换钻头棒材的受力状况减少了由于截面引起的大量突发事件应力作用。

2.2熟知使用注意事项，加强人员培训

使用钻井工具时注意事项:(1)运输过程中或长时间使用钻井工具使用时，将钻头两端闭合，用保护帽保护螺纹两端，防止起煤矿渣、岩屑等杂质进入钻具内部，造成定子橡胶和密封件腐蚀;(2)使用钻机前，先注水，确保正常运转，空转几分钟使用前确保电机清洁无杂质，钻速正常;(3)在施工过程中，应合理控制钻具的钻速，不得瞬间迅速提高钻速速度快，避免电机装配内部杂质，导致转子啮合受限，导致电机制动时，应在一定距离内进尺，选用冲床，避免电机内吸杂质制动;连接钻杆时，应先将钻杆缓慢排出内部冲洗液防止杂质回吸电机总成部件，连接钻杆后，添加少量润滑剂，以确保电机得到充分润滑。加强对操作人员使用钻具的培训，提高操作人员的操作水平技能及故障应对能力:(1)钻具作为较为复杂的井下运动强制钻具、操作人员必须掌握钻具的工作原理、结构形式有深刻的理解，能严格遵守钻机操作规程;(2)施工作业前，施工人员应经过技术论证后编制钻探计划结合作业环境、施工条件、钻径及配套钻头，泥浆泵工作压力科学施工;(3)施工人员具有排除共性失效能力，如发生钻杆压力，施工人员应立即减少压力低时，或立即停止运转，避免电机装配成煤渣、岩石杂物损坏定子内壁橡胶;(4)复合钻井时钻具的磨削大的损坏要根据施工情况考虑，避免加速镜头电机装配故障;螺杆钻具使用后，应及时排除马达到内部泥浆，用清水冲洗内部，填充润滑油，保证电机总成内部清洁润滑;没有使用超过三天，钻井工具中应注入油。该网站有条件进行修正钻具各部位充分润滑后，钻具两端闭合。良好的螺纹保护。

2.3下井前加强对钻具质量的控制

①严格按照按国家标准采购的井下钻具质量达标。当钻入坚硬地层时，应优先使用高韧性的钻具;②严格执行探伤程序并发现发现问题后及时维修更换钻具;③特殊地层钻孔避免使用腐蚀的钻具。

2.4钻具疲劳失效预防

通过钻孔疲劳以上对失效原因及具体失效形式进行了深入的分析和研究综上所述，科学有效的预防措施可以有效提高油田钻井质量工具的使用寿命将故障概率降低到最低转换。相关预防措施有以下几点:一是处理油田地下复杂情况在处理过程中，应尽可能施加相同的交变应力增加钻井工具的强度，防止疲劳断裂等不良情况发生。二是选择质量过硬、信誉高的钻具维修部门对钻具螺纹部分、接头螺纹进行阶段性维护和维修规格尺寸需要形成绝对严密的组合，减少钻接头头部位置失败的概率。三是加强钻井工具维修后的质量质量验收工作中，以螺纹养护质量为核心要素，尤其突出不注意螺纹的底部半径和螺纹的外层厚度测试粗糙度。第四，按相关规范标准进行转矩卸载扣环时，在正常连接的前提下要使用尽可能小的扭矩补扣时要保证螺纹绕接头方面的受力表现出一定的一致性和合理性。五是使用国家石油现场钻标螺纹油，并保证螺纹油清洁标准准和污染强度要符合相关法律法规，钻具接头前要下井需要清洗，以确保表面没有杂质和异物，为后续工作配合提供基本保障。

2.5加强安全管理

现场施工和安全管理是油的保证现场井下钻井工作是基础，管理人员应提高现场安全水平管理制度，建立健全安全披露、安全事故责任追究等目标考核制度，进一步规范现场施工流程，以免出现违章作业现象，保证钻井作业的正常开展。管理人员应进一步明确各岗位员工的权利和责任，对员工进行教育。只有加强对人员的管理，才能增强其职业责任，实现其职业责任各岗位之间的默契配合，保证了最终的钻井效果。最后,钻井施工单位还应加强一线操作人员的专业培训提高其全面的素养和安全意识，在钻井施工过程中能够保持容忍度态度认真，通过观察初步判断操作情况，改进人员应对不可预见事件的能力确保了钻井作业的安全。

结语

综上所述，钻井工具的使用是为了保证油田钻井作业的顺利进行钻井作业的有效保障也是提高钻井工程整体质量的关键避免和减少钻具故障的关键因素在于科学的预测预防措施。通过对钻具失效类型进行深入的探索和分类采取合理的预防措施可以有效减少钻井工具故障频率。

参考文献

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