钻杆管体裂纹分析

管体经无损探伤检验。人工表面检验，利用扫描电镜和能谱仪对钻杆管缺陷试样进行微观检验，确定了连铸坯大型夹杂物是导致钻杆管裂纹的主要原因。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程。提出了减少裂纹的改进措施。     

石油钻杆裂纹分析

通过管体无损探伤检验和人工表面检验,并利用扫描电镜和能谱仪对石油钻杆缺陷试样进行微观检验,结果表明连铸坯大型夹杂物是导致钻杆裂纹的主要因素。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程,提出了减少裂纹的措施。     

X95钢级钻杆管体外表面裂纹形成原因分析

一批钢级为X95的钻杆,在进行钻杆接头摩擦对焊和钻杆管体内表面涂层涂覆处理后,探伤时发现部分钻杆管体存在不同程度的纵向裂纹。通过金相、扫描和能谱分析的手段,对裂纹的形貌和形成原因进行分析,并结合生产工艺过程,对产生裂纹的原因进行追溯。结果表明：钻杆管端磁粉探伤时与电极接触,管体局部粘附了低熔点电极材料,造成了重金属污染,在后续的加工过程中,管体再次受热,粘附其上的重金属元素向管体金属沿着晶界扩散,从而导致了裂纹的形成。     

国外钻杆缺陷剖析

对油田送来的国外钻杆探伤检验中发现的缺陷进行了解剖分析。理化检验结果表明，管体和接头的理化性能均符合标准，但通过超声波检验，测出了钻杆中存在的缺陷的位置和大小。进一步分析表明，该缺陷为热加工过程产生的裂纹。指出预防钻杆失效的重要性及加强油田钻具无损检测的必要性。     

φ127mm×9.19mm G105钻杆管体刺穿原因分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性分析、金相检验、扫描电镜断口分析及能谱分析等手段对 φ127mm×9.19mm G105的钻杆刺穿原因进行分析.结果表明,钻杆刺穿的实质是早期疲劳失效;钻井操作中钻杆发生了横振,导致钻杆承受的弯曲应力及其交变频次增大,使疲劳寿命大幅降低;钻杆内壁腐蚀严重,腐蚀坑底由于应力集中产生疲劳裂纹,加速了腐蚀疲劳进程.     

37CrMnMo钻杆接头裂纹原因分析

调质热处理后的某37CrMnMo钻杆接头,在磁粉检测时发现部分接头存在裂纹。为了查明该批钻杆接头裂纹产生的原因,对接头及裂纹处的化学成分、金相组织、力学性能及裂纹形貌等进行分析。分析结果表明:该批钻杆接头在锻造时,因中频感应加热炉加热的毛坯温度较高,使其出现严重的过热甚至过烧现象,造成合金元素沿晶界偏析与晶界弱化,而且在后续的热处理过程中未完全消除,从而在随后的调质过程中产生裂纹。建议生产时加强对锻造钻杆接头坯料化学成分的检验,严格监控钢坯的加热温度、保温时间,并合理选择工艺参数,以防止过烧,并提高产品质量。     

石油钻杆加厚过渡区失效分析

对钻杆加厚过渡区失效事故进行分析,确定了钻杆加厚过渡区的失效特征、失效机理与原因,为预防钻杆失效提供了理论基础和技术依据。分析结果表明,钻杆加厚过渡区的失效特征是钻杆刺穿;失效机理为腐蚀疲劳;失效原因为钻杆管体由于应力集中与腐蚀集中,在内加厚过渡区消失点内外壁萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹逐渐扩展,裂纹部位的壁厚也逐渐减薄,当剩余壁厚不足以承受钻杆内壁压力的时候,钻杆内壁的高压钻井液冲破剩余壁厚,最终形成钻杆刺穿孔洞。     

复相化钻杆在循环应力下断裂行为研究

采用疲劳试验、扫描电镜动态拉伸装置和透射电镜,研究了复相化钻杆的疲劳强度和在循环应力作用下裂纹萌生、扩展的特点,并分析讨论了显微组织对钻杆疲劳断裂行为的影响.研究结果表明：下贝氏体组织或下贝氏体/马氏体界面可使钻杆的显微断裂模式由沿晶＋穿晶断裂转变为穿晶断裂,增加了裂纹转折和二次裂纹,提高了材料的裂纹扩展抗力.在钻杆材料中引入适当比例的下贝氏体＋马氏体复相组织,明显增长了裂纹萌生周期,可使钻杆在机械性能相近情况下具有优于回火索氏体组织的疲劳性能.     

V150高强度超深井钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

BG27CrMoV地质钻探管横向开裂原因分析

在BG27CrMoV非开挖地质钻探管管体上发现一条横向裂纹。简要分析失效管的使用工况，以及失效管的化学成分、金相组织、力学性能、腐蚀产物成分等。分析认为：该失效管的化学成分、金相组织、力学性能等均无异常，结合失效钻杆使用的环境及腐蚀产物中含有的FeS分析，该失效管上的横向裂纹属于硫化物应力腐蚀开裂。     

V150高强度钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

某井5″钻杆刺漏原因分析

目的对某井5″钻杆刺漏形成原因进行分析。方法对刺漏钻杆样品的材料进行化学成分分析、力学性能测试、金相分析、晶粒度评价、非金属夹杂物评价,对刺孔周边的裂纹进行金相分析、断口宏观分析和扫描电镜分析,对腐蚀坑底部的腐蚀产物进行EDS分析,对钻杆刺穿机理进行模拟分析,对刺漏钻杆受力情况进行有限元模拟分析。结果该刺漏钻杆的化学成分、力学性能符合API Spec 5DP—2009标准要求,其中冲击韧性较高(两支刺漏钻杆的冲击功分别为83 J和87 J),是技术标准的2倍以上。刺漏钻杆样品的组织为回火索氏体,为正常调质态的组织形貌。刺漏钻杆样品晶粒度级别为9级,非金属夹杂物等级最高为1.0级,符合产品技术标准要求。该刺漏钻杆外壁存在大量的腐蚀坑,而且在腐蚀坑底部存在氧元素的腐蚀产物,即存在氧腐蚀。刺孔延伸裂纹及其周边的裂纹扩展较为平直,而且在裂纹尖端存在疲劳辉纹形貌,证实该刺漏扩展以疲劳裂纹的形式进行。结论此次两支钻杆的刺穿属于早期腐蚀疲劳破坏,其产生的因素有:(1)钻井液中的溶解O对钻杆外壁腐蚀较为严重,形成较深的腐蚀坑;(2)在通过严重狗腿度井段时,腐蚀坑底部萌生了小裂纹,随后裂纹在旋转弯曲作用力下疲劳扩展直至刺透钻杆壁厚;(3)对此井下过井的钻杆进行严格的检测,防止有缺陷的钻杆下井使用,以避免发生早期失效现象。     

表面脱碳对S135钻杆服役性能的影响

针对表面脱碳对S135钻杆的显微组织、拉伸性能及疲劳寿命的影响进行了研究。结果表明,表面脱碳层会导致钻杆材料硬度大幅度下降,但对钻杆整体拉伸性能的影响不明显。随着脱碳层深度的增加,疲劳裂纹萌生时间逐渐缩短,当脱碳层深度达到一定深度后,疲劳裂纹萌生时间将大幅度缩短。表面脱碳层的存在会促进钻杆表面腐蚀坑的形成,加速服役过程中疲劳裂纹的萌生,降低钻杆服役寿命。为了控制表面脱碳对钻杆服役寿命的不利影响,建议严格控制表面脱碳层的深度。     

石油钻杆接头表面开裂原因分析

我厂自1995年以来一直从事石油钻杆接头毛坯的制造工作，在生产过程中，有43根钻杆接头的中部表面出现裂纹。产品用坯料是抚顺特种钢厂生产的40CrMnMo合金结构钢，直径φ140mm，钻杆接头加工工艺如下：钢材进厂验收→割断→加热→锻压(压型、冲孔)→机械加工→超声波检查→调质→超声波检验→性能分析。     

电厂水冷壁换管安装焊缝裂纹原因分析及防治

某电厂水冷壁在换管后的焊缝中发现裂纹,采用光谱检验和金相检验对裂纹产生的原因进行了分析,结果表明:旧管表面喷涂层中的Cr, Ni元素混入到焊缝中,导致了焊缝的开裂,据此对带喷涂层的水冷壁管焊接工艺进行了改进,以防止裂纹产生。     

某水平井钻杆管体断裂失效机理分析

某水平井在倒划眼起钻过程中频繁发生憋钻现象,解卡过程中位于下部水平段的一钻杆本体处断裂。对断裂钻杆进行了力学性能、显微组织及有限元受力模拟等分析。结果表明,该钻杆在通过硬质岩层时,外壁与井壁发生了严重的摩擦磨损现象,使得钻杆外壁温度急剧升高,加之钻井液的冷却作用,外壁表层发生了二次马氏体相变,产生了硬化层,在井下复合载荷的作用下,在钻杆加厚过渡带应力集中区域的硬化层萌生早期疲劳热裂纹,并最终穿透整个钻杆壁厚导致断裂失效。通过此次疲劳热裂纹失效机理分析,提出了对钻杆外壁采用防磨装置,降低钻杆表面由于摩擦磨损作用产生的热能等改善措施。     

G105钻杆热处理裂纹分析与控制

针对石油钻井26CrMoNbTiB钢钻杆的表面裂纹问题,通过宏观分析、组织分析及能谱分析等手段,找出了钻杆在热处理淬火过程中表面裂纹形成的原因,提出了改进措施,并应用于工业生产。产品检验结果表明,改进措施取得良好应用效果。     

钻杆螺纹无损检测方法综述

钻杆螺纹根部疲劳裂纹是钻杆钻井服役中产生的常见缺陷类型，是钻杆发生断裂的一个重要原因。分析了钻杆螺纹失效的特点，介绍了国内外现有的几种钻杆螺纹的无损检测方法，对这些方法的原理、实现方法及优缺点进行了说明与分析，最后对钻杆螺纹的检测方法进行了总结。     

40CrMnMo钢钻杆料的裂纹缺陷分析

利用OM、SEM、EDS等技术手段对产生裂纹的40CrMnMo钻杆料进行失效原因分析。结果表明:钻杆料显微组织为回火索氏体,晶粒细小均匀,夹杂物为D0.5级,组织未见异常;裂纹形成于淬火过程中,热应力和组织应力致使40CrMnMo钻杆料淬火开裂,开裂位置可见明显氧化,未见脱碳,裂纹扩展中产生二次裂纹;同时,高温回火后裂纹继续扩展,尖端持续氧化。基于失效分析,通过适当降低淬火加热温度和稳定淬火油的性能,可以避免开裂。     

加重钻杆管端加厚设备的研发和应用

在加重钻杆管端加厚技术研究的基础上,设计开发了加重钻杆管端加厚设备,并实现了工业应用。