Ниже приведены некоторые из основных типов отказов и их причин:
1. Усталость корозии (один из самых общих рисков)
Сочетание коррозии и переменного напряжения является основной причиной отказа бурильной трубы. Механизм заключается в том, что коррозийные ямы образуются на внешней поверхности бурильной трубы в кислородно-и хлорид-ионсодержащей среде бурового раствора. Эти ямы создают серьезную концентрацию стресса на их дне. При последующей циклической нагрузке трещины инициируются и распространяются из дна ямы, что в конечном итоге приводит к отказу (например, утечке или разрушению). В скважинах, содержащих сероводород (H2S), может возникнуть еще более опасное коррозионное растрескивание под напряжением.
2. Механическая усталость и концентрация напряжений
Просто циклическая нагрузка также может вызвать усталость. В специфических зонах бурильной трубы, стресс может сконцентрировать значительно должный к дизайну или структурным причинам, становясь «питательной средой» для трещин усталости. Типичные слабые области включают:
Утолщенная зона перехода: Зона перехода между телом бурильной трубы и сгущенным концом имеет геометрическое резкое изменение, делая им предпочитаемую зону для концентрации напряжений и внутреннего удара поля подачи, где отказы весьма правоподобны для того чтобы начать.
Рядом с
Бурильная трубаСоединение: Бурильная труба около воротников сверла испытывает значительную концентрацию стресса должную к большой деформации гнуть. Фуртерморе, если размер соединения бурильной трубы не соответствует стальной ранг, то он уменьшит емкость нагрузк-подшипника соединения и сопротивление усталости, водя к трещиноватости.
3. Полевые операции и человеческий фактор
Отказы происходят не только под землей; наземные операции также создают риски:
Изгиб при перегрузке: во время отключения в скважине и из скважины неправильная работа (например, использование одного подъемного кольца для подъема бурильной трубы) может привести к тому, что бурильная труба будет подвергнута комбинированным изгибам, срезам и растягивающим нагрузкам, превышающим его пределы, что приводит к изгибу трещиноватости. Это особенно опасно в ультра-глубоких скважинах.
Износ резьбы: Длительное использование и частое нарезание резьбы и распутывание могут привести к износу резьбы бурильной трубы, снижая прочность соединения.
4. Деформация изгиба бурильных труб
В ультра-глубоких или скважинах большого диаметра, бурильная труба подвергается к значительному напряжению изгиба под огромными растяжимыми нагрузками на выдвинутые периоды, которые могут привести к пластической деформации (т. е., постоянному гнуть), сильно влияя на последующую эксплуатационную безопасность.
Основные стратегии профилактики
Оптимизация материалов и конструкции: выберите подходящие серостойкие марки стали или покрытия для агрессивных сред и оптимизируйте структурную конструкцию резьбы и утолщенных переходных зон для снижения концентрации напряжений. Оперативное управление: строго контролировать траекторию ствола скважины, чтобы избежать резких изменений угла наклона (общая скорость изменения угла); стандартизировать операции подъема поверхности, чтобы избежать перегрузки.
Контроль и управление жизнью: проводите регулярное обнаружение рванины на бурильных трубах для оценки их оставшегося срока службы. Исследования показывают что жизнь усталости уменьшает остро когда стресс на бурильной трубе превышает 60% из своей прочности выхода, обеспечивая основу для научно определять циклы осмотра и утилизируя стандарты.
