某定向井φ139.7 mm钻杆接头刺漏原因

余世杰，徐昌学，陈 猛，欧阳志英

(上海海隆石油管材研究所，上海 200949)

0 引 言

石油钻杆是井下钻柱的重要组成部分，长度约占整个钻柱的80%。在油气开采中，钻杆受复合交变载荷、井身结构和环境介质的影响，常发生多种形式的失效；钻杆刺漏是主要的失效形式之一[1-2]。由于早期钻杆生产制造技术比较落后，钻杆刺漏失效主要集中在钻杆内加厚过渡带区域附近；随着加厚技术的改善，钻杆的刺漏敏感区从应力集中明显的加厚过渡带区域向管体及其他区域转移[3-5]。在一些定向井、大位移井的造斜井段，内螺纹接头台肩根部因受较大旋转弯曲应力作用而成为刺漏失效的敏感区[6-7]。

某浅定向井在钻井作业时发生了钻杆刺漏，该井井深为5 696 m，距离井口500 m处为造斜点，最大倾斜角约42.98°。在钻头钻至5 101 m深度时，泵压从27 MPa下降至21 MPa，在起下立柱第28柱上单根发现一根钻杆在内螺纹接头18°吊卡台肩根部(18°坡口下根部)发生刺漏，刺漏点距离井口约810 m，井斜角约25°，井眼全角变化率约3.2(°)/30 m。

该失效钻杆采用摩擦焊接，发生刺漏时钻具组合为钻头φ215.9 mm×0.3 m+螺杆(1.25°)φ172 mm×7.94 m+浮阀411/410×0.6 m+稳定器φ210 mm×1.54 m+随钻测量仪(MWD)φ170 mm×0.8 m+无磁钻杆φ172 mm×18.49 m+加重钻杆φ127 mm×717.02 m+钻杆φ139.7 mm×10.54 mm,钻井时钻压力在3060 kN，钻杆转速为80 r·min-1，钻井液排量30 L·s-1，泵压在2630 MPa，泥浆密度1.57 g·cm-3，含沙量为0.3%(体积分数)，pH为9.0；刺漏钻杆规格为φ139.7 mm×10.54 mm，焊径区域壁厚为19.0 mm，焊接接头规格为5-1/2FH。为找到钻杆刺漏的原因，作者对其进行了失效分析。

图4 失效钻杆裂纹附近区域的表面宏观形貌和截面显微组织Fig.4 Surface macromorphology and section microstructure of region near crack of failed drill pipe: (a) macromorphology; (b) microstructure and (c) largement of figure (b)

1 理化检验及结果

1.1 宏观形貌

由图1可以看出，失效钻杆表面存在黄色铁锈，刺孔呈哑铃状，去除刺孔周围铁锈后，发现刺孔中心所在的圆周上存在一圈划痕，刺孔两端的裂纹沿着划痕扩展。……