辽河油区钻具失效分析与检测研究.docx

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1、辽河油区钻具失效分析与检测研究钻具在井下的受力十分复杂,服役条件苛刻,钻柱要承受应力交变载荷、温度、环境介质、钻柱与井壁的摩擦、高频撞击、腐蚀和氢脆影响等,容易发生多种多样的钻具失效事故。一旦发生失效事故,造成的损失相当严重。通过采取有效措施对于防止钻具失效意义重大。研究分析钻具的失效故障,弄清楚钻具失效的主要原因和机理,并通过相应的检测技术手段提前判断出钻具失效的部位,确定钻具的使用状态,可以便于我们使用和维护好钻具,从而能够为预防井下钻具失效,降低事故损失,增强钻井竞争力提供有力的保障。本文首先对辽河油区钻具失效情况进行了统计和研究,研究表明疲劳是影响钻具失效的

2、主要原因,钻具表面应力集中部位都易发生疲劳失效状况。数据显示,钻杆和钻铤失效事故占所有总数的84.7%,其中螺纹部位是重点发生事故点,且这些失效事故中的大部分都是与疲劳相关。然后针对当前5种检测手段在辽河油区钻具失效检测的效果和适应性进行了研究。通过对现场的应用情况研究发现,螺纹检测主要采用超声波检测方法,管体的检测主要采用整体漏磁检测设备进行检测,但这些方法也有依赖于检测人员具有一定的经验,而且超声波对螺纹的形貌无法进行自动检测。基于此种情况,文中提出了设计一套钻杆自动检测系统。该检测系统包括6大部分:第一部分是钻具回收台,可以将不同尺寸类型的钻杆分别存放,便于后

3、面的检测;第二部分是自动校直钻杆,实现钻杆的直线度检测和自动校直;第三部分是管体漏磁检测,与当前采用的检测系统相同;第四部分是自动清洗螺纹,设计了一个螺纹清洗装置,可进行钻具螺纹的清洁处理,去除螺纹表面的污泥及其它污垢,使螺纹牙表面光洁;第五部分是螺纹检测,提出了基于数字处理的图像检测系统,可以快速精确的判定螺纹情况,完成形貌方面的检测;最后是钻杆分级分类,通过PLC控制,综合分析管体和螺纹的检测结果,然后断定钻杆级别并自动送入相应的管架台存放。