某G105 钻杆管体刺穿失效原因分析

赵金兰， 李京川， 王 康， 瞿婷婷， 仝 柯

（1. 中国石油集团石油管工程技术研究院， 西安710077；2. 西安杰恩特机电科技有限公司， 西安710077）

1 情况概述

某井设计井深8 291.65 m， 垂深7 681 m，井型为水平井。 钻进至井深6 812 m 时， 发现泵压逐渐下降， 此时钻进参数为： 悬重234 t， 排量26 L/s， 泵压20 MPa， 钻压6 t， 转速50 r/min。1 h 内泵压由20 MPa 逐渐下降至17 MPa， 期间检查地面循环管线无刺漏后决定起钻检查钻具，次日起钻至井深2 047 m， 检查发现Φ127 mm×9.19 mm G105 钻杆刺漏， 刺漏位置距内螺纹接头端约700 mm， 刺痕尺寸约为50 mm×10 mm。

G105 钻杆失效位置及形貌如图1 所示， 由图1 可见， 钻杆外表面呈黄褐色， 刺孔位于管体正常壁厚处， 距墩粗区约350 mm， 刺穿孔洞呈不规则的偏长型， 长度方向沿钻杆的环向， 与管体轴线垂直， 刺穿孔洞处粗糙不光滑。 钻杆外表面腐蚀坑宏观形貌如图2 所示， 刺孔横向尺寸约50 mm， 纵向尺寸10 mm， 刺孔附近外表面可见明显的腐蚀坑及裂纹， 裂纹与管体轴线垂直， 为周向裂纹， 且穿透壁厚， 管体外壁腐蚀坑较多， 大小深浅不一。

图1 钻杆刺穿位置及失效样品宏观形貌

以钻杆刺孔横向位置为中轴线， 左右各取40 mm， 切一段环， 对半剖开， 观察其内壁刺孔形貌， 如图3 所示。 刺穿孔洞呈不规则的扁长型， 内表面有防腐涂层， 未见腐蚀坑， 除刺穿孔洞部位， 其余完好。

图2 钻杆外表面腐蚀坑尺寸及宏观形貌

图3 钻杆刺穿孔洞内表面宏观形貌

2 试验方法和结果

2.1 化学成分分析

从刺穿钻杆样品上取样， 依据ASTM A751-14a， 采用ARL 4460 直读光谱仪对钻杆管体进行化学成分分析， 其结果见表1。 分析结果表明， 失效钻杆的化学成分符合API SPEC 5DP—2009 标准的要求。……