鉆具接頭螺紋失效的原因是什么

　　經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐，鉆桿接頭螺紋主要失效形式如下幾種。

　　1)粘扣和脹扣：發(fā)生在有較高的軸向壓力情況下，外螺紋強(qiáng)制進(jìn)入內(nèi)螺紋，引起內(nèi)螺紋脹開(kāi)或粘扣而造成聯(lián)接失效;上緊扭矩過(guò)高或井下產(chǎn)生過(guò)高扭矩時(shí)，也會(huì)因脹扣或粘扣而失效。

　　2)螺牙剪切失效：螺牙剪切失效也往往發(fā)生在*末完全扣處，螺紋錐度越大、螺紋越短越易出現(xiàn)剪切失效。

　　3)斷裂：因?yàn)樵?末完全扣處應(yīng)力*大，斷裂往往發(fā)生在螺紋*末完全扣。

　　4)滑扣：當(dāng)螺紋錐度較大時(shí)，上緊圈數(shù)未達(dá)到適當(dāng)圈數(shù)而扭矩就已達(dá)到推薦值，此時(shí)承受軸向拉力作用，易發(fā)生脫扣;當(dāng)螺紋間隙充填物不合理時(shí)也有這種可能性。

　　5)倒扣：較小的上緊扭矩可能導(dǎo)致螺紋不能承擔(dān)施加的軸向載荷和井下扭矩，從而造成倒扣失效，可能造成部分鉆柱掉入井內(nèi)，甚至還會(huì)造成井眼報(bào)廢。

　　6)刺扣和密封失效：鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)造成鉆柱旋轉(zhuǎn)速度時(shí)快時(shí)慢，當(dāng)鉆柱突然加速旋轉(zhuǎn)時(shí)，扭矩可能突然增加，因鉆柱與井壁、外螺紋與內(nèi)螺紋間的交互作用使得在接頭處產(chǎn)生很高的熱量，從而螺紋脂從螺紋間隙流出，可能造成密封失效，同時(shí)高壓流體沿著螺紋間隙從管內(nèi)流出，引起刺扣;軸向拉力也會(huì)降低密封能力;上緊扭矩過(guò)小，過(guò)低的螺紋過(guò)盈量也導(dǎo)致較低的密封能力;鉆柱的橫向振動(dòng)使鉆柱承受交變的彎曲應(yīng)力同樣會(huì)造成密封失效;加工誤差，不合理的公差配合也是一個(gè)重要的原因。

　　7)高疲勞強(qiáng)度鉆具螺紋接頭的應(yīng)用 隨著深井鉆井的逐年增多，鉆具斷裂事故也在增加。其中90%是底部鉆具螺紋接頭的疲勞斷裂，而這其中80%屬于外螺紋接頭的疲勞斷裂。主要原因是由于外載和預(yù)載荷在鉆具頭外螺紋接頭各圈螺紋牙上的分配為不均勻，螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙承受了大部分載荷，其中第一牙承擔(dān)的載荷約占總載荷的30%，因此鉆具外螺紋接頭很容易在此處發(fā)生疲勞斷裂。所以降低LET區(qū)螺紋牙載荷成為延長(zhǎng)鉆具外螺紋接頭疲勞壽命的重要途徑。據(jù)此，石油管材研究所開(kāi)發(fā)研究一種高疲勞強(qiáng)度鉆具外螺紋接頭——LETR外螺紋接頭。這種接頭螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的第一螺紋牙承擔(dān)的載荷降低了約為25%，載荷在各圈螺紋牙上分配比普通接頭均勻。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是降低了螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙型高度，在提高疲勞強(qiáng)度同時(shí)，保持與API鉆具螺紋接頭相同的抗扭強(qiáng)度、上卸扣性能和密封性能，與API鉆具接頭螺紋互換。加工原理就是切削去API外螺紋*后嚙合區(qū)(LET)的螺紋牙型高度的一部分。此螺紋在新疆油田應(yīng)用于底部鉆具上，效果良好，大大提高了鉆具的疲勞壽命。目前針對(duì)大慶油田深井鉆采作業(yè)的開(kāi)展，我們將試用LETR鉆具螺紋。

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