石油钻柱疲劳腐蚀失效机理及防治措施研究

摘要

目前关于钻柱失效机理的研究多从力学角度入手，研究钻柱的疲劳失效。然而现场调查表明，钻柱失效往往发生在很短的时间内，其寿命远远低于其疲劳寿命，这说明还存在影响钻柱寿命的其它因素。通过对现场钻柱解剖分析发现，钻柱的内外表面通常存在腐蚀痕迹，这也说明了腐蚀是造成钻柱失效的一个重要原因。钻柱在井下的工作状态是复杂的，常常是多种因素交织在一起的，钻井过程中，钻柱在溶解了氧、硫化氢及各种盐类的钻井液中作复杂运动，不可避免的受到它们的腐蚀作用而失效，发生钻井事故。 本文从现场应用的角度出发，在系统分析的基础上，分析研究了钻柱失效的原因及其机理，并分析研究了影响因素，同时结合油田生产实际，从钻具使用环境、螺纹加工质量、无损检测技术和钻具管理等方面进行探讨，找出切实可行的控制措施，从而有效地预防钻具的先期疲劳腐蚀失效，延长钻具使用寿命。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文研究目的及意义

1.2目前国内外研究概况、水平及发展趋势

1.3钻柱失效的原因

第2章钻柱疲劳腐蚀失效的特点及形态

2.1腐蚀疲劳的特点

2.2腐蚀疲劳裂纹形貌

2.3腐蚀疲劳机理

2.4钻柱的腐蚀疲劳

2.4.1钻柱的腐蚀疲劳机理

2.4.2钻杆腐蚀疲劳失效过程

2.5腐蚀疲劳寿命的主要影响因素

2.6钻术腐蚀损伤的特点

第3章井下环境中钻柱的腐蚀机理分析及控制措施

3.1钻柱的工作介质分析

3.2溶解氧的腐蚀机理分析

3.2.1溶解氧的腐蚀控制

3.3二氧化碳的腐蚀机理分析

3.3.1二氧化碳的腐蚀特征

3.3.2二氧化碳腐蚀的控制

3.4含H2S环境中钻柱应力腐蚀开裂和氢损失失效分析及预防

3.4.1硫化物应力腐蚀开裂失效机理

3.4.2硫化氢应力腐蚀开裂失效断口特征

3.4.3硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤的预防

第4章钻铤螺纹疲劳腐蚀失效的特征及预防

4.1钻铤螺纹连接处的应力集中与疲劳失效

4.1.1钻铤疲劳断裂特征

4.1.2影响钻铤疲劳断裂的主要因素

4.2预防钻铤疲劳失效的措施

第5章无损检测在预防钻具疲劳腐蚀失效中的应用

5.1无损检测的定义及意义

5.2无损检测的常用方法

5.3无损检测的应用

5.4预防钻铤失效的无损检测方法

5.4.1超声波探伤

5.4.2磁粉探伤

5.5预防钻杆失效的无损检测方法

5.5.1钻杆失效事故统计

5.5.2目前的检测手段

5.5.3选择漏磁检测的原因

5.5.4漏磁检测技术原理分析

5.6漏磁检测仪原理分析

5.6.1横向检测工作原理分析

5.6.2壁厚检测工作原理分析

第6章钻柱使用管理与失效预防

6.1钻柱构件的合理选择与使用

6.1.1钻柱构件选用的一般原则

6.1.2钻柱构件的合理搭配

6.1.3钻柱构件连接扭矩的控制

6.2钻柱的维护和管理

6.2.1钻柱的维护

6.2.2钻柱的管理

6.2.3钻柱质量监督及检验

第7章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果