收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钻杆刺槽原因的流体力学分析

宋延鹏  
【摘要】:钻杆在工作过程中易冲蚀损伤,特别是在钻杆加厚部位附近出现的刺槽现象,甚至会导致钻杆断裂。因此对钻杆刺槽的原因及过程进行深入研究具有重要意义。井下流体的腐蚀作用、钻井液中的固相颗粒的冲蚀作用以及加厚过渡区结构尺寸引起的流型变化是钻杆内壁形成刺槽的主要因素。 材料对比实验发现:钻井液在无固相条件下,流速和粘度的增加导致新、旧钻杆和铝材的冲蚀量的增量均非常小,同等条件下,新、旧材料的冲蚀量基本一致,铝材冲蚀量较大。固相颗粒越细、浓度越高,则钻井液冲蚀作用越强,粒径在0.05~0.1mm时,冲蚀作用最大,且同等流量时,冲蚀量大小依次为铝材、旧材料、新材料;钻井液粘度及围压的增大导致冲蚀量增加,但增量很小;腐蚀性介质对冲蚀作用影响明显; 结构对比实验发现:钻井液密度对钻杆接头的冲蚀影响基本可以忽略;粘度越高,对钻杆接头的耐冲蚀性影响越大;固相颗粒是造成钻杆接头冲蚀的主要原因;冲蚀作用较强的位置处于公接头焊缝后的缩径处、公母接头接合处以及直径较小的公接头内加厚处;钻杆接头内部过渡处的结构尺寸对冲蚀也有一定的影响;在连续240h冲蚀实验后,原结构的钻杆公接头出口处出现明显的刺槽现象; 通过数值模发现流体进入钻杆公接头后,流场受钻杆内部几何结构变化而发生改变,在钻杆内流道变径处和接头处相关参量都发生了显著的变化;钻井液流速、粘度、固相颗粒体积分数、固相颗粒尺寸、钻杆加厚带长度等因素对钻柱内壁冲蚀率的影响与实验结果基本一致。 本文通过理论分析、室内实验与数值模拟相结合的研究手段,系统地研究了钻杆刺槽的过程与规律,为改进钻杆设计,有效避免刺槽现象的发生提供了可靠的理论支撑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄自强;对钻井工作的一个设想——用快速钻杆接头取代锥管螺纹接头[J];石油机械;1987年09期
2 郑林;;钻杆加工工艺探讨[J];机械工程师;2009年01期
3 马林虎;;Mannesman公司推荐的钻杆接头承载计算方法[J];石油矿场机械;1991年06期
4 ;对《一个值得重视的问题》的答复[J];石油机械;1983年01期
5 ;一种新的大口径反事故安全钻杆接头[J];勘察科学技术;1985年04期
6 王子源;石油钻具接头尺的由来与改进[J];石油矿场机械;1995年04期
7 李秀巧,李剑波;φ127mm钻杆接头喷焊技术的应用[J];西部探矿工程;2000年06期
8 刘丽,吴东江,庄娟,马腾才,田云霞,王连元;氮离子注入对钻杆接头材料表面硬度的影响[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2004年03期
9 刘祖煌;钻杆接头的强度分析[J];石油钻采工艺;1986年01期
10 王素霞;;500m钻机钻杆接头断裂分析[J];物理测试;1987年02期
11 胡中立,李镇新;绳索取心高强度薄壁钻杆接头生产试验效果[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1988年02期
12 闵令平;赵昌胜;;40Cr钻杆接头的断裂失效及预防[J];金属加工(热加工);2009年07期
13 李鹤林,冯耀荣,李京川,安丙尧;钻杆接头和转换接头材料及热处理工艺的研究[J];石油机械;1992年03期
14 ;国家石油和化学工业局批准发布《石油钻杆接头》等11项石油天然气行业标准[J];石油工业技术监督;2000年05期
15 刘丽,吴东江,孙友宏,李守春,庄娟;钻杆接头材料激光相变硬化层的组织和硬度研究[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2002年06期
16 于景华,顿广才;钻杆接头的设计及工艺改进[J];机械工人.冷加工;1997年12期
17 王志刚,闫相桢;钻杆接头缺陷影响使用寿命的试验研究[J];西安石油学院学报(自然科学版);2000年04期
18 郑化义;;小口径钻杆接头组合铣卡槽自动夹具[J];机械工人.冷加工;1979年12期
19 佟建国;简易钻杆划线定向[J];煤田地质与勘探;1986年06期
20 鲍清华,韩国筠;低碳马氏体强韧化在钻杆接头制造中的应用研究[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1991年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张治勇;朱庆流;;钻杆接头的受力分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
2 周卫东;夏柏如;李罗鹏;师伟;;钻井液对钻杆接头冲蚀规律的试验研究[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 范海东;缪铁军;翁韶华;;石油钻杆接头缺陷分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
4 李方坡;刘永刚;刘文红;林凯;王新虎;艾裕丰;;钻杆内螺纹接头纵向刺孔失效分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
5 巨西民;莫润阳;;钻杆生产中探伤要求及探伤方法[A];陕西省第十一届无损检测年会论文集[C];2008年
6 张永勤;;提高金刚石绳索取心钻探效率的技术创新[A];第十四届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文集[C];2007年
7 熊德全;王昆;;金安桥水电站钻孔压水试验技术测验方法研究[A];中国水力发电工程学会第四届地质及勘探专业委员会第二次学术交流会论文集[C];2010年
8 刘永刚;王新虎;林凯;屈忆欣;;失效分析对钻杆结构设计优化的促进[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
9 刘永刚;叶顶鹏;赵新伟;;对现行钻杆标准技术条款的分析研究[A];2008年石油装备学术年会暨庆祝中国石油大学建校55周年学术研讨会论文集[C];2008年
10 李琛;张红;马建民;;含硫油气井防硫钻杆技术[A];2005年石油装备技术发展学术交流年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 韩勇;钻杆接头与套管摩擦磨损问题的理论与试验研究[D];西南石油学院;2002年
2 苏继军;金刚石绳索取心钻杆接头螺纹的优化研究[D];吉林大学;2005年
3 马新;水平定向钻杆力学效应模拟仿真研究[D];吉林大学;2006年
4 姚建林;气体钻井环空流场分析及岩屑对管柱的冲蚀特性研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋延鹏;钻杆刺槽原因的流体力学分析[D];中国石油大学;2011年
2 焦文鸿;石油钻杆接头的疲劳分析[D];华东理工大学;2013年
3 江仲英;石油钻杆接头材料表面金属陶瓷膜制备及其性能研究[D];西南石油大学;2012年
4 任辉;API石油钻杆接头应力分析及结构改进研究[D];华东理工大学;2011年
5 李瑞峰;仿生耦合钻杆接头及仿生耐磨带的试验研究[D];吉林大学;2013年
6 陈松林;钻杆螺纹失效分析及改进措施研究[D];重庆大学;2008年
7 陶进长;绳索取心钻探管的强韧化研究[D];河北理工大学;2009年
8 刘志和;套管防磨装置的研究与应用[D];中国石油大学;2008年
9 卫优丽;钻杆接头表面耐磨带堆焊工艺研究与应用[D];西安石油大学;2010年
10 褚飞;辽河油田钻具现场检测与分析研究[D];大庆石油学院;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 特约记者 王振江 吴夏炎;发展筑就成功路[N];中国石油报;2001年
2 马建民;钻杆、套管防磨损综合技术[N];中国石油报;2003年
3 朱建国;浅谈钻杆检测分级管理[N];中国石油报;2003年
4 本报特约记者 王振江;为了“上帝”的微笑[N];中国石油报;2001年
5 丹;新技术[N];中国机电日报;2002年
6 赵鹏;最新钻杆技术拓展油气开采领域[N];中国冶金报;2009年
7 本报特约记者 王振江;科技创新增实力[N];中国石油报;2001年
8 黄锦滨;油田典型构件的失效与表面处理技术[N];中国石油报;2003年
9 余国婴 秦宏志;中原井下研制新钻具解决套管内钻杆打捞难题[N];中国石化报;2009年
10 付兆堂 林基元;参苗安全越冬最佳途径——钻凿海水井[N];中国海洋报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978