石油鉆桿介紹

1、石油鉆桿制作：2009年2月1日主要內(nèi)容一.鉆桿的組成和規(guī)格二.鉆桿的制造工藝三.鉆桿的質(zhì)量控制及檢驗(yàn)四.BHNK鉆桿新產(chǎn)品新技術(shù)五.鉆桿的失效類型、原因和預(yù)防措施一.鉆桿的組成及規(guī)格1.鉆桿的用途(1)向下部鉆具傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩。(2)傳輸鉆井液。(3)處理井下事故時(shí)懸掛工具。2.在鉆柱中的位置頂驅(qū)鉆井時(shí)不使用方鉆桿3.鉆桿組成4.鉆桿規(guī)格(1)按鋼級(jí)分:(最小屈服強(qiáng)度KSi)E75 75X95 95G105 105S135 135V150 150（API標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有，廠家開(kāi)發(fā)）(2)按管端加厚形式分:(3)API鉆桿尺寸（管體外徑）2-3/8”、 2-7/8”、 3-1/2”、 4”、 4-1/

2、2”、 5”、 5-1/2”、 6-5/8” 有些用戶要求生產(chǎn)非API標(biāo)準(zhǔn)的5-7/8”鉆桿。 國(guó)內(nèi)用戶定貨一般使用米制單位書(shū)寫鉆桿規(guī)格API鉆桿規(guī)定了3個(gè)長(zhǎng)度級(jí)別1級(jí) 18-22FT 2級(jí) 27-30FT 3級(jí) 38-45FT我國(guó)油田使用2級(jí)長(zhǎng)度鉆桿 API鉆桿同一尺寸還規(guī)定了不同的公稱重量，壁厚是不同的，通過(guò)接頭刻槽來(lái)標(biāo)識(shí)。(4)API鉆桿接頭尺寸API要求鉆桿接頭抗扭強(qiáng)度與管體抗扭強(qiáng)度比不能低于0.8，接頭鋼級(jí)為120KSi，所以不同鋼級(jí)和尺寸鉆桿所配接頭尺寸不同。二.鉆桿制造工藝軋管和管端加厚軋管和管端加厚鉆桿接頭制造鉆桿摩擦壓接過(guò)程鉆桿摩擦壓接過(guò)程三.鉆桿質(zhì)量控制及檢驗(yàn)1.質(zhì)量控制(

3、1)API對(duì)鉆桿鋼材的化學(xué)成分沒(méi)有做明確的規(guī)定,只是對(duì)硫(S)和磷(P)含量規(guī)定不能大于0.030%，其他元素由鋼廠決定，煉鋼水平、工藝控制和元素配比直接影響到鋼的純凈度和鋼的淬透性，最終影響鉆桿的綜合性能。(2)管體的軋管、管端加厚和接頭的機(jī)械加工（主要是螺紋加工）工藝、設(shè)備和質(zhì)量控制水平?jīng)Q定鉆桿的幾何尺寸。(3)管體軋管和管端加厚過(guò)程中的加熱控制、管體整體熱處理、接頭熱處理和焊縫熱處理控制水平直接影響鉆桿成品的綜合機(jī)械性能，比如沖擊韌性、硬度分布和抗疲勞性能。(4)管端加厚內(nèi)過(guò)渡帶成型控制水平是影響鉆桿管體疲勞刺穿的主要因素。2.BHNK鉆桿生產(chǎn)的質(zhì)量控制 BHNK鉆桿生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)是在1

4、995年從有30多年鉆桿生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的日本NKK(現(xiàn)JFE鋼鐵株式會(huì)社)引進(jìn)的，在世界屬于一流。管體全部從NKK采購(gòu)，接頭大部分采購(gòu)日本大同特鋼和理研鍛造公司通過(guò)精密模鍛工藝制造的毛坯，在公司生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制各種工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 關(guān)鍵工序質(zhì)量控制簡(jiǎn)介： （1）接頭熱處理 鉆桿接頭熱處理：采用可控氣氛保護(hù)輥底爐進(jìn)行，根據(jù)工件尺寸制定熱處理制度，自動(dòng)控制爐膛溫度、滯爐時(shí)間、淬火回火時(shí)間，保證工件批量性能均勻，不脫、滲碳，變形小。 自動(dòng)布式硬度機(jī)100%檢查硬度，電腦自動(dòng)判定，避免了人為誤差接頭熱處理爐(2)(2)接頭螺紋加工：使用日立精機(jī)生產(chǎn)的鉆桿接頭專用數(shù)控機(jī)床，雙刀接頭螺紋加工：使用日立

5、精機(jī)生產(chǎn)的鉆桿接頭專用數(shù)控機(jī)床，雙刀架加工，生產(chǎn)效率高，使用日本東芝成型刀片，保證螺紋單項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)架加工，生產(chǎn)效率高，使用日本東芝成型刀片，保證螺紋單項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定。定。 100%基準(zhǔn)距檢查，基準(zhǔn)距檢查，10%螺距、錐螺距、錐度、牙高檢查，保證產(chǎn)品螺紋連接的度、牙高檢查，保證產(chǎn)品螺紋連接的互換性和可靠性?；Q性和可靠性。 (3)摩擦壓接：連續(xù)推進(jìn)式摩擦壓接機(jī)，摩擦壓接：連續(xù)推進(jìn)式摩擦壓接機(jī)，自動(dòng)記憶壓接參數(shù)，經(jīng)多次優(yōu)化的壓接工藝自動(dòng)記憶壓接參數(shù)，經(jīng)多次優(yōu)化的壓接工藝參數(shù)，保證了焊縫熔接質(zhì)量。參數(shù)，保證了焊縫熔接質(zhì)量。 (4)焊區(qū)熱處理：使用中頻線圈加熱，采用焊區(qū)熱處理：使用中頻線圈加熱，采用NKK獨(dú)

6、創(chuàng)的焊區(qū)熱處理窄化技術(shù)，獨(dú)創(chuàng)的焊區(qū)熱處理窄化技術(shù)，減小熱影響寬度，保證了每一道焊縫的質(zhì)量。減小熱影響寬度，保證了每一道焊縫的質(zhì)量。 自動(dòng)控制升溫、加熱時(shí)間、風(fēng)冷時(shí)自動(dòng)控制升溫、加熱時(shí)間、風(fēng)冷時(shí)間，自動(dòng)控制溫度，保證了焊區(qū)機(jī)械間，自動(dòng)控制溫度，保證了焊區(qū)機(jī)械性能和金相組織的穩(wěn)定。性能和金相組織的穩(wěn)定。 (5)焊區(qū)無(wú)損檢測(cè)：焊區(qū)無(wú)損檢測(cè)：100%進(jìn)行磁粉和超聲波檢測(cè)，進(jìn)行磁粉和超聲波檢測(cè)，全自動(dòng)超聲波探傷儀全自動(dòng)超聲波探傷儀具有自動(dòng)判定和報(bào)警功能，具有自動(dòng)判定和報(bào)警功能，保證不放過(guò)一個(gè)超標(biāo)缺陷。保證不放過(guò)一個(gè)超標(biāo)缺陷。 (6)檢驗(yàn)和試驗(yàn)制度檢驗(yàn)和試驗(yàn)制度 公司根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，制定了如下制度：公司根據(jù)

7、產(chǎn)品特點(diǎn)，制定了如下制度： （1）對(duì)采購(gòu)的原材料進(jìn)行按比例抽檢，項(xiàng)目包括外觀尺寸、探傷檢查、）對(duì)采購(gòu)的原材料進(jìn)行按比例抽檢，項(xiàng)目包括外觀尺寸、探傷檢查、化學(xué)元素、機(jī)械性能、金相組織以及特殊要求的性能指標(biāo)?；瘜W(xué)元素、機(jī)械性能、金相組織以及特殊要求的性能指標(biāo)。 （2）對(duì)崗位實(shí)行巡檢制度，按）對(duì)崗位實(shí)行巡檢制度，按5%的比例進(jìn)行抽檢，發(fā)現(xiàn)不合格立即糾的比例進(jìn)行抽檢，發(fā)現(xiàn)不合格立即糾正。正。 （3）接頭、焊區(qū)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求的頻次進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，定期統(tǒng)計(jì)、）接頭、焊區(qū)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求的頻次進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，定期統(tǒng)計(jì)、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。 （4）對(duì)檢測(cè)設(shè)備和計(jì)量

8、儀器定期校準(zhǔn)。）對(duì)檢測(cè)設(shè)備和計(jì)量?jī)x器定期校準(zhǔn)。3.鉆桿檢驗(yàn)(1)管體部分 BHNK與原管廠家簽定供貨技術(shù)協(xié)議,規(guī)定各鋼級(jí)和各種尺寸管體的化學(xué)成分、尺寸公差、機(jī)械性能指標(biāo)、非金屬夾雜物指標(biāo)、無(wú)損檢測(cè)要求以及產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，在到貨后進(jìn)行按比例抽檢。A.化學(xué)成分、非金屬夾雜物、機(jī)械性能執(zhí)行定期抽檢，不進(jìn)行每批抽檢。B.幾何尺寸每批按10%抽檢。C.無(wú)損檢測(cè)按每批5%抽檢。 API SPEC 5D重點(diǎn)檢測(cè)方法介紹： 重量驗(yàn)證 用電子稱稱量與管體所噴重量對(duì)比。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重量上限 通過(guò)公式計(jì)算整批和單根重量 WL=（WpeXL）Xew 壁厚：用超聲波測(cè)厚儀測(cè)量，每根管子多測(cè)幾點(diǎn)，尤其打磨凹坑部位，不能低于壁厚的

9、87.5%。 API標(biāo)準(zhǔn)用壁厚下限和重量上限來(lái)約束軋管水平。 直徑：用外徑游標(biāo)卡尺測(cè)量。 偏心：用鞍型規(guī)測(cè)量，要測(cè)量180度方向的最大值，不能大于2.36。 直度:用拉鋼絲的方法在加厚以外部分找最大炫高，不能大于0.2%，管端5FT范圍內(nèi)不能大于0.125in，一般用5FT的鋼板尺測(cè)量。 管端尺寸用游標(biāo)卡尺和鋼板尺測(cè)量，最難測(cè)量的是內(nèi)過(guò)渡帶消失（Miu）尺寸，用輪廓儀劃曲線的方法測(cè)量，但也不夠準(zhǔn)確，尤其要求的R300mm，目前沒(méi)有好的方法測(cè)量。 無(wú)損檢測(cè)：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用幾種能夠檢測(cè)缺陷的方法，主要是在生產(chǎn)過(guò)程中使用自動(dòng)探傷設(shè)備檢測(cè)，到貨抽檢人工超聲波探傷，用N5刻槽校對(duì)儀器，縱向缺陷比較容易發(fā)現(xiàn)

10、，橫向缺陷工作量太大。 (2)接頭部分 接頭毛坯日本廠家采用精密模鍛制造，國(guó)內(nèi)廠家采用沖壓方法制造，相比之下精鍛的方法毛坯金屬流線分布合理，提高了接頭的抗疲勞性能。國(guó)產(chǎn)接頭毛坯質(zhì)量已經(jīng)過(guò)關(guān)，并且產(chǎn)量很大，有很大的出口量。 接頭機(jī)械性能：通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)的原材料，經(jīng)過(guò)適合的熱處理（淬火+回火及調(diào)制處理）保證。 APISPEC 7中只規(guī)定了拉伸性能和硬度檢查要求，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)增加了沖擊韌性指標(biāo)，并且開(kāi)始對(duì)母接頭的橫向沖擊功進(jìn)行要求。 鉆桿接頭取樣和試驗(yàn)位置圖鉆桿接頭取樣和試驗(yàn)位置圖 幾何尺寸：在API SPEC 7標(biāo)準(zhǔn)表-7中，對(duì)各種規(guī)格接頭尺寸做了規(guī)定，并且規(guī)定了公差，在機(jī)械加工過(guò)程中，比較容易保證。表

11、中的大鉗區(qū)長(zhǎng)度是標(biāo)準(zhǔn)的，用戶定貨時(shí)為了接頭修扣，一般進(jìn)行加長(zhǎng)要求，最多的要求加長(zhǎng)7”。 標(biāo)準(zhǔn)中母接頭內(nèi)徑尺寸由生產(chǎn)廠選定。 接頭螺紋尺寸和形式在標(biāo)準(zhǔn)中有明確的規(guī)定，見(jiàn)表-25 表-26 螺紋形式有：內(nèi)平（IF） 貫眼（FH） 正規(guī)（REG） 數(shù)字（NC） 螺紋形式不同，牙形和尺寸不同，其中部分IF 與NC可以等效連接。 在螺紋加工中重點(diǎn)控制的三項(xiàng)參數(shù)是： 螺距 錐度 緊密距 螺距測(cè)量方法：PINBOX 錐度測(cè)量方法：PINBOX 量規(guī)量值傳遞 緊密距測(cè)量：把校對(duì)合格的工作量規(guī)用適當(dāng)?shù)呐ぞ匦显诋a(chǎn)品螺紋上，測(cè)量量規(guī)測(cè)量面與產(chǎn)品密封面之間的距離，要求測(cè)量180度方向兩點(diǎn)，測(cè)量值小于下限時(shí)，可以車密

12、封面，大于上限值時(shí)，重新加工螺紋。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：測(cè)量緊密矩應(yīng)該在螺紋加工后沒(méi)有進(jìn)行涂層處理前進(jìn)行，由于鍍銅或磷化引起的緊密矩變化不能作為拒收的理由。 量規(guī)量值傳遞系統(tǒng)要求是非常嚴(yán)格的。 （3）壓接部：在API SPEC 7 -39版以前，對(duì)壓接部沒(méi)有要求，40版開(kāi)始做出要求，廠家對(duì)摩擦壓接作為特殊過(guò)程進(jìn)行控制。 A.對(duì)工藝進(jìn)行評(píng)定、對(duì)人員資格進(jìn)行鑒定、對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。 B.對(duì)壓接部力學(xué)性能、彎曲試驗(yàn)、沖擊韌性、硬度上限進(jìn)行規(guī)定。 C.對(duì)壓接部無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行規(guī)定。拉伸試樣 沖擊試驗(yàn)硬度試驗(yàn)（HRC） 壓接部尺寸重點(diǎn)控制是外徑尺寸，不能超過(guò)尺寸上限，因?yàn)槟缚鄱艘谄鹣裸@時(shí)與吊卡配合，不規(guī)則容易

13、造成吊卡打開(kāi)困難。 對(duì)焊同軸度也是一項(xiàng)重點(diǎn)控制指標(biāo)，不大于3.18mm。 四.BHNK鉆桿新產(chǎn)品新技術(shù)5 5”內(nèi)平外加厚鉆桿內(nèi)平外加厚鉆桿 此新產(chǎn)品是此新產(chǎn)品是20062006年公司與塔里木油田、西南石油學(xué)院共同合作年公司與塔里木油田、西南石油學(xué)院共同合作開(kāi)發(fā)的高性能鉆桿開(kāi)發(fā)的高性能鉆桿，主要特點(diǎn)是主要特點(diǎn)是: : (1(1）改變過(guò)渡帶形狀，減小應(yīng)力集中，降低過(guò)渡帶處的疲勞失效）改變過(guò)渡帶形狀，減小應(yīng)力集中，降低過(guò)渡帶處的疲勞失效事故。事故。 （2 2）增大接頭水眼和加厚區(qū)尺寸，降低泥漿水馬力損失，提高循環(huán)）增大接頭水眼和加厚區(qū)尺寸，降低泥漿水馬力損失，提高循環(huán)效率。效率。 （3 3）接頭和管

14、體采用特殊材料，增加了鉆桿的綜合機(jī)械性能。）接頭和管體采用特殊材料，增加了鉆桿的綜合機(jī)械性能。 本批本批638638支鉆桿在塔里木油田輪南支鉆桿在塔里木油田輪南632632井（完井深度井（完井深度6400m6400m）和大北）和大北3 3井（完井深度井（完井深度7090m7090m）完成了井上試驗(yàn)，使用效果很好，滿足了設(shè)）完成了井上試驗(yàn)，使用效果很好，滿足了設(shè)計(jì)和使用要求，今后將大面積推廣。計(jì)和使用要求，今后將大面積推廣。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，最終方案如下圖：產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，最終方案如下圖： APIAPI標(biāo)準(zhǔn)加厚過(guò)渡帶標(biāo)準(zhǔn)加厚過(guò)渡帶Von MisesVon Mises等效應(yīng)力分

15、布等效應(yīng)力分布 新型內(nèi)外加厚過(guò)渡帶新型內(nèi)外加厚過(guò)渡帶Von MisesVon Mises等效應(yīng)力分等效應(yīng)力分布布 -2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.534567891011 速度(m/s)流道位置(m) API普通鉆桿 內(nèi)平外加厚鉆桿-10-8-6-4-201.52.02.53.03.54.0 速度(m/s)管路位置(m) API 內(nèi)平外加厚 水力損失對(duì)比 流速變化對(duì)比 產(chǎn)品尺寸對(duì)比表：產(chǎn)品尺寸對(duì)比表： 單位：?jiǎn)挝唬簃 mm m規(guī)格規(guī)格接頭接頭壓接部壓接部管體管體外徑外徑公扣內(nèi)徑公扣內(nèi)徑母扣內(nèi)徑母扣內(nèi)徑焊徑外徑焊徑外徑外徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑5”內(nèi)平外加

16、厚內(nèi)平外加厚171.588.9101.61361361001271085”普通普通S135168.369.988.9130.2130.294.7127108.6產(chǎn)品機(jī)械性能對(duì)比表產(chǎn)品機(jī)械性能對(duì)比表規(guī)格規(guī)格接頭接頭壓接部壓接部管體管體抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度沖擊功沖擊功單件沖擊功單件沖擊功平均沖擊功平均沖擊功MpaMpaMpaMpaJJJ J5”內(nèi)平外加厚內(nèi)平外加厚1000931-1138931-11384580905”普通普通S135965827203847 與普通與普通5” S135鉆桿對(duì)比鉆桿對(duì)比 2.高抗扭雙臺(tái)肩接頭高抗扭雙臺(tái)肩接頭(DSTJ) DSTJDSTJ系列產(chǎn)品（系列產(chǎn)品

17、（NC26-NC50NC26-NC50和和5-1/2FH5-1/2FH）是公）是公司的成熟技術(shù)，已經(jīng)生產(chǎn)銷售了很多批。司的成熟技術(shù)，已經(jīng)生產(chǎn)銷售了很多批。1)1)選用雙臺(tái)肩接頭的原因選用雙臺(tái)肩接頭的原因 APIAPI標(biāo)準(zhǔn)接頭外徑和螺紋形式一定的情況下，標(biāo)準(zhǔn)接頭外徑和螺紋形式一定的情況下，母接頭的抗扭強(qiáng)度不變，公接頭的抗扭強(qiáng)度隨著母接頭的抗扭強(qiáng)度不變，公接頭的抗扭強(qiáng)度隨著水眼尺寸的增大而減小，在鉆桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)中要求水眼尺寸的增大而減小，在鉆桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)中要求接頭與管體的抗扭強(qiáng)度比大于接頭與管體的抗扭強(qiáng)度比大于0.80.8，為滿足這一要，為滿足這一要求求, ,鋼級(jí)高的鉆桿鋼級(jí)高的鉆桿, ,接頭水眼尺寸

18、設(shè)計(jì)就小接頭水眼尺寸設(shè)計(jì)就小, ,最終造最終造成鉆井過(guò)程中的水馬力損失增大成鉆井過(guò)程中的水馬力損失增大, ,影響泥漿循環(huán)。影響泥漿循環(huán)。雙臺(tái)肩接頭可以很好地解決這一矛盾。雙臺(tái)肩接頭可以很好地解決這一矛盾。 2)提高抗扭強(qiáng)度的原理提高抗扭強(qiáng)度的原理 DSTJ接頭在公母扣螺紋端部各增加一個(gè)臺(tái)接頭在公母扣螺紋端部各增加一個(gè)臺(tái)肩肩,兩個(gè)臺(tái)肩的距離公差控制在兩個(gè)臺(tái)肩的距離公差控制在0.05mm0.05mm內(nèi)，內(nèi)，在在旋合后內(nèi)臺(tái)肩有一定間隙旋合后內(nèi)臺(tái)肩有一定間隙,當(dāng)達(dá)到上扣扭矩時(shí)當(dāng)達(dá)到上扣扭矩時(shí),內(nèi)內(nèi)臺(tái)肩接觸頂住，由此改變接頭螺紋區(qū)的應(yīng)力分臺(tái)肩接觸頂住，由此改變接頭螺紋區(qū)的應(yīng)力分布形式，從而增大接頭的抗扭

19、強(qiáng)度。布形式，從而增大接頭的抗扭強(qiáng)度。3)DSTJ接頭的優(yōu)點(diǎn)接頭的優(yōu)點(diǎn) （1）接頭水眼可以適當(dāng)增大，也能保證與管）接頭水眼可以適當(dāng)增大，也能保證與管體強(qiáng)度匹配，例如體強(qiáng)度匹配，例如5”S135鉆桿接頭水眼可以由鉆桿接頭水眼可以由2-3/4”增大到增大到3-1/4”。 （2）可有效防止母扣脹扣事故。）可有效防止母扣脹扣事故。 （3）在酸性井況可以保護(hù)接頭螺紋不受腐蝕。）在酸性井況可以保護(hù)接頭螺紋不受腐蝕。 （4）由于尺寸設(shè)計(jì)合理，可與）由于尺寸設(shè)計(jì)合理，可與API普通螺紋普通螺紋互換。互換。 與API接頭互換 3.3.抗硫鉆桿抗硫鉆桿1)開(kāi)發(fā)背景：開(kāi)發(fā)背景： 在國(guó)內(nèi)含硫油氣井開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要使用低

20、鋼級(jí)鉆桿，采用控在國(guó)內(nèi)含硫油氣井開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要使用低鋼級(jí)鉆桿，采用控制泥漿制泥漿PHPH大于大于1010、加除硫劑、使用油基泥漿的做法來(lái)保證鉆井、加除硫劑、使用油基泥漿的做法來(lái)保證鉆井安全，存在很大風(fēng)險(xiǎn)。用戶開(kāi)始提出抗硫鉆桿的需求，并且隨安全，存在很大風(fēng)險(xiǎn)。用戶開(kāi)始提出抗硫鉆桿的需求，并且隨著井深的增加，著井深的增加，C95SSC95SS抗硫鉆桿不能滿足使用要求，公司從抗硫鉆桿不能滿足使用要求，公司從20032003年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)C105SSC105SS抗硫鉆桿，經(jīng)過(guò)多次的材料和工藝試驗(yàn)，抗硫鉆桿，經(jīng)過(guò)多次的材料和工藝試驗(yàn)，20072007年已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)。年已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)。

21、 2)2)產(chǎn)品要求：產(chǎn)品要求： 抗硫鉆桿比普通鉆桿有了更高的要求：抗硫鉆桿比普通鉆桿有了更高的要求： （1 1）嚴(yán)格控制化學(xué)成分：降低）嚴(yán)格控制化學(xué)成分：降低S S、P P含量，提高含量，提高CrCr、MoMo等合金元素的等合金元素的含量。含量。 （2 2）嚴(yán)格控制接頭、管體和焊區(qū)的機(jī)械性能、硬度、金相組織指標(biāo)。）嚴(yán)格控制接頭、管體和焊區(qū)的機(jī)械性能、硬度、金相組織指標(biāo)。 （3 3）NACENACE（A A）試驗(yàn)加載比例更高。）試驗(yàn)加載比例更高。 3)3)抗抗SSCSSC試驗(yàn)試驗(yàn) 根據(jù)根據(jù)NACE TM0177-2000NACE TM0177-2000標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的A A法，試樣在按要求加載后在法

22、，試樣在按要求加載后在飽和硫化氫的環(huán)境中飽和硫化氫的環(huán)境中720720小時(shí)不斷裂。小時(shí)不斷裂。 抗硫試驗(yàn)報(bào)告 4 4、符合、符合NS-1NS-1標(biāo)準(zhǔn)鉆桿標(biāo)準(zhǔn)鉆桿 遼河油田與殼牌公司合作開(kāi)發(fā)的蘇里格氣田項(xiàng)目，需要滿足遼河油田與殼牌公司合作開(kāi)發(fā)的蘇里格氣田項(xiàng)目，需要滿足NS-1NS-1標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求的鉆桿，公司通過(guò)選用特殊材料和應(yīng)用新技術(shù)（螺紋冷輥壓和上準(zhǔn)要求的鉆桿，公司通過(guò)選用特殊材料和應(yīng)用新技術(shù)（螺紋冷輥壓和上卸扣）滿足了用戶要求。卸扣）滿足了用戶要求。 冷輥壓為消除螺冷輥壓為消除螺紋根部的機(jī)加工殘紋根部的機(jī)加工殘余應(yīng)力；上卸扣為余應(yīng)力；上卸扣為減少新螺紋井上聯(lián)減少新螺紋井上聯(lián)接的磨扣工作接的磨扣

23、工作, ,同同時(shí)起到檢查螺紋的時(shí)起到檢查螺紋的作用。作用。 5.BHNK5.BHNK鉆桿研發(fā)方向鉆桿研發(fā)方向 1)1)更高鋼級(jí)的抗硫鉆桿更高鋼級(jí)的抗硫鉆桿 目前開(kāi)發(fā)含硫井的深度在不斷增加，目前開(kāi)發(fā)含硫井的深度在不斷增加，C105SSC105SS鋼級(jí)鉆桿不能滿足要求，鋼級(jí)鉆桿不能滿足要求，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行C120SSC120SS抗硫鉆桿的研制工作?？沽蜚@桿的研制工作。 2 2）內(nèi)平外加厚鉆桿的系列化）內(nèi)平外加厚鉆桿的系列化 5 5”內(nèi)平外加厚鉆桿研制成功，使用效果良好，下一步對(duì)其他規(guī)格內(nèi)平外加厚鉆桿研制成功，使用效果良好，下一步對(duì)其他規(guī)格（4-1/24-1/2”、 5-1/25-

24、1/2”、6-5/86-5/8”）和鋼級(jí)進(jìn)行系列化研制。）和鋼級(jí)進(jìn)行系列化研制。 3 3）鋁合金鉆桿資料收集）鋁合金鉆桿資料收集 國(guó)內(nèi)油田已經(jīng)從俄羅斯訂購(gòu)鋁合金鉆桿，在使用時(shí)進(jìn)行跟蹤，收國(guó)內(nèi)油田已經(jīng)從俄羅斯訂購(gòu)鋁合金鉆桿，在使用時(shí)進(jìn)行跟蹤，收集資料，做技術(shù)儲(chǔ)備。集資料，做技術(shù)儲(chǔ)備。五.鉆桿的失效類型分析及預(yù)防1、管體部分2、接頭部分3、對(duì)焊部位1.1 加厚過(guò)渡帶消失部位刺穿產(chǎn)生原因:1、井身質(zhì)量不規(guī)則，局部有狗腿，造成應(yīng)力集中部位疲勞。2、加厚過(guò)渡帶消失部位成型不良，有褶皺。失效特點(diǎn)：一口井連續(xù)發(fā)生，并且集中在某一井段。預(yù)防措施：1、控制井身質(zhì)量，減小狗腿度。2、提高加后成型質(zhì)量。 母扣端1.

25、2 加厚過(guò)渡帶消失部位刺穿產(chǎn)生原因：1、地層復(fù)雜，跳鉆嚴(yán)重，造成應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞。2、鉆柱組合不合理。3、過(guò)渡帶成型不良。失效特點(diǎn)： 在靠近鉆鋌的幾柱鉆桿連續(xù)發(fā)生，并且伴有其他鉆具失效。預(yù)防措施：1、調(diào)整鉆井參數(shù)，降低跳鉆現(xiàn)象。2、合理設(shè)計(jì)鉆具組合，用加重鉆桿過(guò)渡。公扣端1.3 管體腐蝕疲勞產(chǎn)生原因：1、井中存在腐蝕介質(zhì)或泥漿配比不合理。失效特點(diǎn)： 管體內(nèi)壁或外壁產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕凹坑，失效部位無(wú)規(guī)律，裂紋擴(kuò)展速度快，易發(fā)生斷裂事故。預(yù)防措施：1、內(nèi)壁進(jìn)行涂層處理。2、控制泥漿的PH值。1. 4 管體拉斷 產(chǎn)生原因：1、處理井下事故時(shí)超負(fù)荷提拉鉆具，超過(guò)鉆桿的抗拉強(qiáng)度。2、鉆桿機(jī)械性能未達(dá)到標(biāo)

26、準(zhǔn)要求。失效特點(diǎn)： 單根失效，斷口有明顯的縮徑特征。預(yù)防措施：1、嚴(yán)禁超負(fù)荷操作。2、使用合格的鉆桿。1.5 硫化氫腐蝕斷裂產(chǎn)生原因：1、井中含有H2SH2S氣體氣體。2、未采取H2SH2S 抑制措施。3、使用了高強(qiáng)度鉆桿。失效特點(diǎn)： 在負(fù)荷很小的情況下也發(fā)生斷裂，斷口平齊，無(wú)疲勞裂紋源。預(yù)防措施：1、使用抗硫鉆桿。2、合理采用H2SH2S 抑制措施。1.6 人為損傷產(chǎn)生原因：1、由于不在意的操作，造成鉆桿人為損傷。失效特點(diǎn)： 批量具有相同形狀的損傷。預(yù)防措施：1、規(guī)范使用，加強(qiáng)檢查。2.1 公接頭螺紋根部刺穿或斷裂產(chǎn)生原因：1、由于鉆桿連接時(shí)上扣扭矩不足,在使用中造成螺紋大端1-3扣產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋擴(kuò)展穿透壁厚,發(fā)生刺穿事故,發(fā)現(xiàn)不及時(shí),會(huì)造成斷裂。2、接頭螺紋參數(shù)不合格或材料強(qiáng)度不合格。失效特點(diǎn)： 批量失效，磁粉檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)微小裂紋。預(yù)防措施：1、控制上扣扭矩。2、使用合格的絲扣油。3、加強(qiáng)螺紋加工和材料的質(zhì)量控制。2.2 母接頭摩擦熱裂產(chǎn)生原因：1、由于定向井或水平井造斜段產(chǎn)生狗腿,鉆桿母接頭在側(cè)向力作用下與堅(jiān)硬的井壁摩擦,瞬間產(chǎn)生的摩擦熱使鋼材達(dá)到相變溫度(850度)以上,在離開(kāi)井壁后與泥漿接觸,表面產(chǎn)生淬火組織,在拉應(yīng)力作用下,