聯(lián)系人:杜經(jīng)理
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經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐,鉆桿接頭螺紋主要失效形式如下幾種。
1)粘扣和脹扣:發(fā)生在有較高的軸向壓力情況下,外螺紋強制進入內(nèi)螺紋,引起內(nèi)螺紋脹開或粘扣而造成聯(lián)接失效;上緊扭矩過高或井下產(chǎn)生過高扭矩時,也會因脹扣或粘扣而失效。
2)螺牙剪切失效:螺牙剪切失效也往往發(fā)生在*末完全扣處,螺紋錐度越大、螺紋越短越易出現(xiàn)剪切失效。
3)斷裂:因為在*末完全扣處應(yīng)力*大,斷裂往往發(fā)生在螺紋*末完全扣。
4)滑扣:當(dāng)螺紋錐度較大時,上緊圈數(shù)未達到適當(dāng)圈數(shù)而扭矩就已達到推薦值,此時承受軸向拉力作用,易發(fā)生脫扣;當(dāng)螺紋間隙充填物不合理時也有這種可能性。
5)倒扣:較小的上緊扭矩可能導(dǎo)致螺紋不能承擔(dān)施加的軸向載荷和井下扭矩,從而造成倒扣失效,可能造成部分鉆柱掉入井內(nèi),甚至還會造成井眼報廢。
6)刺扣和密封失效:鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動造成鉆柱旋轉(zhuǎn)速度時快時慢,當(dāng)鉆柱突然加速旋轉(zhuǎn)時,扭矩可能突然增加,因鉆柱與井壁、外螺紋與內(nèi)螺紋間的交互作用使得在接頭處產(chǎn)生很高的熱量,從而螺紋脂從螺紋間隙流出,可能造成密封失效,同時高壓流體沿著螺紋間隙從管內(nèi)流出,引起刺扣;軸向拉力也會降低密封能力;上緊扭矩過小,過低的螺紋過盈量也導(dǎo)致較低的密封能力;鉆柱的橫向振動使鉆柱承受交變的彎曲應(yīng)力同樣會造成密封失效;加工誤差,不合理的公差配合也是一個重要的原因。
7)高疲勞強度鉆具螺紋接頭的應(yīng)用 隨著深井鉆井的逐年增多,鉆具斷裂事故也在增加。其中90%是底部鉆具螺紋接頭的疲勞斷裂,而這其中80%屬于外螺紋接頭的疲勞斷裂。主要原因是由于外載和預(yù)載荷在鉆具頭外螺紋接頭各圈螺紋牙上的分配為不均勻,螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙承受了大部分載荷,其中第一牙承擔(dān)的載荷約占總載荷的30%,因此鉆具外螺紋接頭很容易在此處發(fā)生疲勞斷裂。所以降低LET區(qū)螺紋牙載荷成為延長鉆具外螺紋接頭疲勞壽命的重要途徑。據(jù)此,石油管材研究所開發(fā)研究一種高疲勞強度鉆具外螺紋接頭——LETR外螺紋接頭。這種接頭螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的第一螺紋牙承擔(dān)的載荷降低了約為25%,載荷在各圈螺紋牙上分配比普通接頭均勻。其結(jié)構(gòu)特點是降低了螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙型高度,在提高疲勞強度同時,保持與API鉆具螺紋接頭相同的抗扭強度、上卸扣性能和密封性能,與API鉆具接頭螺紋互換。加工原理就是切削去API外螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙型高度的一部分。此螺紋在新疆油田應(yīng)用于底部鉆具上,效果良好,大大提高了鉆具的疲勞壽命。目前針對大慶油田深井鉆采作業(yè)的開展,我們將試用LETR鉆具螺紋。