Φ127 mm G105钻杆管体刺漏形成原因分析*

陈 猛，欧阳志英，余世杰

(上海海隆石油管材研究所 上海 200949)

0 引 言

钻杆是钻柱系统的重要组成部分，起着传输动力输送钻井液的作用。在一些定向井或者水平井钻进过程中钻杆外壁与井壁会发生摩擦、磨损，经常会被一些质地较为坚硬的岩石划伤，例如一些井内含有物相质地较为坚硬的SiO2(石英)和Al2O3(刚玉)时，其岩石颗粒硬度可达到莫氏硬度6～7，而一般情况下钢制钻杆的莫氏硬度在4～5之间，这种岩石会对钻杆外壁造成严重的划伤现象。钻杆外壁出现周向的划伤缺陷后，在划痕的底部会出现较大的应力集中现象，而钻杆在服役过程中要承受拉、压、弯、扭等复合交变载荷，极易在划痕底部诱发萌生疲劳裂纹现象，最后裂纹快速扩展造成钻杆发生早期疲劳刺穿、断裂失效[1-3]。

某井一钻杆在服役过程中发生了刺漏现象，样品宏观形貌显示刺漏周围有明显的周向划痕。刺漏钻杆尺寸为Φ127 mm(外径)×9.19 mm(壁厚)，钢级为G105，材质为27CrMo，工艺状态为调质热处理。

1 宏观分析

1.1 失效钻杆样品宏观形貌及测量

失效钻杆样品整体形貌如图1所示，总长度约1.3 m，钻杆表面有黄色的锈蚀产物，在样品的中间有一周向的刺孔，刺孔周向长度约45 mm，轴向宽度约9 mm，如图2所示。分别在样品的两端和刺孔附近测量其外径，测量结果值相近，约127.2 mm，并且样品两端的壁厚值也相近，约9.17 mm，初步推断刺孔位于钻杆管体上。

图1 样品宏观形貌

图2 刺孔宏观形貌

将刺孔周围的红色标记及锈蚀产物用砂纸打磨掉，发现沿着刺孔周向有延伸的小裂纹，并且在刺孔的左上方有一条较为明显的划痕，划痕周向长度约52.0 mm，如图3所示。……