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第39卷第6期石油钻探技术Vol.39No.6
2011年11月PETROLEUMDRILLINGTECHNIQUESNov.,2011
?钻采机械?doi:10.3969/j.issn.1001-0890.2011.06.022
气体钻井钻铤磨损后的安全性分析
祝效华1,刘少胡1,陈绍安2,单代维2,闫明明3
(1.西南石油大学机电工程学院，四川成都610500;2.中国石油川庆钻探工程有限公司川东钻探公司，重庆400021;3.大港油田集团中成机械制造有限公司，天津300280)
摘要：气体钻井中，由于缺少钻井液润滑，钻铤与井壁容易发生剧烈摩擦碰撞，导致钻铤快速磨损，严重时造成钻具失效。首先，分析了钻铤磨损形貌，发现主要有均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨3种情况。然后，针对气体钻井钻铤磨损较为严重的问题，基于川东北地区LJ-1井NC61-90钻铤磨损失效数据和剩余强度、剩余强度率、强度校核、安全系数方法，建立了磨损后钻铤的有限元模型，对钻铤均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨后的剩余强度、剩余强度率和安全系数进行了计算分析。结果表明：钻铤磨损后剩余强度降低较快，磨损较严重钻铤的强度和安全系数较低，其原因为磨损钻铤壁厚局部变薄，且在钻井过程中承受非均匀载荷。建议气体钻井采用低转速的空气锤钻井工艺，也可适当使用气体钻井专用稳定器，并加强对磨损钻铤的管理。
关键词：气体钻井钻铤磨损安全分析剩余强度强度校核
中图分类号：TE921+.2文献标识码：A文章编号：1001-0890(2011)06-0095-04
SafetyAnalysisonWornDrillCollarinGasDrilling
ZhuXiaohua1,LiuShaohu1,ChenShaoan2,ShanDaiwei2,YanMingming3
(1.CollegeofMechatronicEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan,610500,China;2.EasternSichuanDrillingExplorationCo.,CNPCChuanqingDrillingEngineeringCompanyLimited,Chongqing,400021,China;3.ZhongchengMachineryManufacturingCo.Ltd.,Da-gangOilfieldGroup,Tianjin,300280,China)
Abstract:Ingasdrilling,severefrictionandcollisionmayoccurbetweendrillcollarandwellwallduetothelackofthelubricationofdrillingfluid.Thereforethedrillcollarwearsrapidly,andmaycausefailureundercomplexloads.Thewornmorphologyofdrillcollarwasanalyzedandresultsshowedthatthereareuniformwear,one-sidewearandtwo-sidewear.OnthebasisofdataofNC61-90drillcollarfailureofWellLJ-1innortheasternSichuanandtheoryofresidualstrength,residualstrengthratioands
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