油氣管線穿越鉆桿失效分析及預(yù)防.pdf

1、鉆桿在鉆進(jìn)過程中具有舉足輕重的作用，它將鉆機(jī)扭矩傳遞給鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。在鉆孔中，鉆桿承受著非常復(fù)雜的動(dòng)載荷，幾乎同時(shí)承受了拉、壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等應(yīng)力，鉆桿在導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)過程中一旦出現(xiàn)一定程度的失效，將會(huì)對(duì)工程造成嚴(yán)重影響，不僅導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，而且也會(huì)影響鉆進(jìn)速度，拖延鉆進(jìn)工期，使客戶對(duì)公司產(chǎn)品失去信譽(yù)，后果不堪設(shè)想。因此，對(duì)鉆桿進(jìn)行失效分析，找出失效原因，采取改正或預(yù)防措施，使同類失效不再發(fā)生，或者把產(chǎn)品的失效限制在預(yù)先規(guī)定的范圍

2、內(nèi)，避免早期失效，確保鉆進(jìn)順利進(jìn)行是非常有必要的。同時(shí)，提高鉆桿質(zhì)量也會(huì)給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益和良好的口碑，從而可獲得巨大的社會(huì)效益。
　　論文主要從鉆桿接頭的失效、鉆桿管體的失效以及鉆桿接頭的超聲波探傷三個(gè)方面對(duì)穿越鉆桿的失效原因及預(yù)防檢測(cè)進(jìn)行了研究和分析，主要完成了以下工作:
　　1)首先介紹了鉆桿接頭的一些基本失效形式及預(yù)防，并根據(jù)目前激光硬化技術(shù)在強(qiáng)化鉆桿接頭中的應(yīng)用，對(duì)激光淬火技術(shù)進(jìn)行了介紹，由于激光淬火過程中很

3、大的過熱度和過冷度使得淬硬層的晶粒極細(xì)、位錯(cuò)密度極高且在表層形成壓應(yīng)力，進(jìn)而可以大大提高鉆桿螺紋的耐磨性、抗疲勞、耐腐蝕、抗氧化等性能，從而延長(zhǎng)鉆桿螺紋的使用壽命。
　　2)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)常見的鉆桿斷扣、粘扣失效，通過理化性能檢驗(yàn)，對(duì)施工過程中發(fā)生的兩例鉆桿外螺紋接頭斷裂原因進(jìn)行了失效分析。由于導(dǎo)致鉆桿發(fā)生粘扣的因素很多，也是困擾鉆桿生產(chǎn)廠家和施工單位一種常見失效形式，因此，本文也從生產(chǎn)廠家和現(xiàn)場(chǎng)操作兩個(gè)方面對(duì)可能導(dǎo)致鉆桿發(fā)生粘扣的

4、原因及預(yù)防措施進(jìn)行了介紹，以減少此類失效的發(fā)生。
　　3)從施工和生產(chǎn)兩個(gè)方面分別介紹了可能導(dǎo)致鉆桿桿體發(fā)生斷裂的原因，并給出了一些相應(yīng)的預(yù)防措施。接著，對(duì)大口徑管道穿越過程中可能導(dǎo)致鉆桿桿體發(fā)生斷裂的主要原因進(jìn)行了介紹，并給出了一些預(yù)防此類失效的措施。最后，結(jié)合一例桿體斷裂鉆桿進(jìn)行了失效分析。
　　4)鉆桿接頭部位的幾何形狀截然不同于鉆桿桿體，該部位的應(yīng)力集中現(xiàn)象非常明顯。其在復(fù)合交變應(yīng)力的作用下，極易萌生疲勞裂紋。因此，

5、定期對(duì)鉆桿螺紋部位的疲勞裂紋進(jìn)行檢測(cè)，可以預(yù)防因此而引起的鉆桿斷裂事故。文中也通過對(duì)鉆桿螺紋部位疲勞裂紋的特點(diǎn)及檢測(cè)方法和檢測(cè)原理的介紹，并結(jié)合實(shí)際對(duì)比試塊分別在鉆桿公頭螺紋部位的大端的第二個(gè)至第三個(gè)螺扣之間的根部預(yù)制了長(zhǎng)均為20mm，寬均為0.6mm，深度分別為1mm、2mm、3mm的槽，并通過超聲探傷儀對(duì)這些缺陷進(jìn)行了定位檢測(cè)、指示長(zhǎng)度的測(cè)定等，驗(yàn)證了采用超聲探傷儀可以實(shí)現(xiàn)鉆桿螺紋部位的裂紋型缺陷定位及長(zhǎng)度的測(cè)定，且誤差在一定的合理