空气钻井钻柱失效风险分析

摘要

空气钻井是一种以压缩空气作为循环介质的欠平衡钻井工艺,具有减少地层伤害,有效提高机械钻速等方面的优势,并在国内外得到了广泛推广。但是其本身带来的许多问题也较为突出,其中之一就是钻柱失效严重。因此,本文依照安全科学原理及风险工程学相关方法,通过对空气钻井钻柱失效的风险分析和评价,来评定失效钻柱的安全状态,得出钻柱失效的主要影响因素及其风险程度。
　　 本文首先分析了空气钻井与常规钻井在工艺上的差异,结合空气钻井的特点及钻柱失效的原因,对钻柱失效进行了危险因素辨识,并对众多因素进行了归类分析,即钻柱的本体因素,钻柱的工况环境因素,钻柱的使用及管理因素;其次,运用事故树与故障类型及其影响分析、危险度分析的综合分析法,分别从钻柱失效的影响因素及失效类型这两方面进行了风险分析,并对失效类型的危险度进行了排序,综合分析得出了失效的主要影响因素和主要失效类型。再结合钻柱的失效发展模式,对己存在表面缺陷裂纹的钻柱进行了失效评价图分析,通过计算来评定失效的安全状态,并分析了钻柱材料性能和应力载荷的变化对钻柱失效的影响。最后,运用层次分析法及模糊综合评判,从整体上对钻柱失效进行了风险评价。本文综合考虑了钻柱失效的各层影响因素的权重,评判得出钻柱失效在空气钻井过程中的风险程度,然后结合上述分析结果,从影响钻柱的三个方面提出钻柱失效的安全保障及控制措施。