Cea mai terifiantă formă dePipe de forajeșecul este fractura. Odată ce o fracție de țeavă de foraj în timpul forajului ghidat sau direcțional pentru instalarea conductelor, poate avea un impact grav pe proiectul - nu numai să provoace pierderi economice, ci și să întârzie programele și să deterioreze reputația, cu consecințe de neimaginat. Prin urmare, companiile de construcții trebuie să învețe cum să selecteze și să utilizeze în mod corespunzător conducte de foraj, în timp ce producătorii trebuie să înțeleagă cerințele speciale pentru conductele de foraj în inginerie fără tranșe și să producă conducte cu rezistență ridicată, elasticitate și fiabilitate.
Cauzele defecțiunii conductei de foraj (în primul rând fractură): În afară de problemele inerente de calitate, funcționarea necorespunzătoare în timpul construcției este principala cauză a defecțiunii conductei de foraj.
1. Formele principale și cauzele defecțiunii conductei de foraj
Țevile de foraj utilizate în foraj ghidat sau direcțional fără tranșe sunt supuse nu numai forțelor de tracțiune și torsionale semnificative, ci și forțelor de îndoire. Când treceți prin secțiuni curbate, conducta de foraj este obligată să se îndoaie, cu arcul interior sub tensiune compresivă și arcul exterior sub tensiune la tracțiune. Pe măsură ce țeava de foraj se rotește în secțiunea curbată, corpul conductei experimentează tensiuni alternative de tracțiune și compresivă, iar cu cât raza de curbură a forajului este mai mică, cu atât aceste tensiuni alternative sunt mai mari. Cercetările arată că, odată ce aceste tensiuni alternative ating un anumit prag, pot induce cu ușurință fisuri de oboseală în conducta de foraj. Inițial, aceste fisuri de oboseală sunt extrem de minuscule și dificil de detectat cu ochiul liber, dar se propagă rapid, ducând în cele din urmă la o fractură bruscă fragilă. Testele confirmă faptul că fractura de oboseală datorată tensiunilor alternative este cauza principală a defecțiunii conductei de foraj în aplicațiile fără tranșe. Multe cazuri de fractură de țeavă de foraj în timpul operațiunilor de foraj ghidate susțin această concluzie.
În prezent, în timp ce unele echipe de construcții fără tranșe din China sunt companii profesionale cu experiență și cu înaltă calificare, multe altele sunt grupuri asamblate în grabă, fără experiență de construcție sau cunoștințe tehnice. Este posibil ca unii să nu înțeleagă nici măcar conceptul de rază de curbură pentru conductele de foraj (sau găuri), iar implicarea lor în construcția fără tranșe este un factor uman major care contribuie la fracturile de conducte de foraj.
2. Măsuri pentru a preveni defecțiunea anormală a conductei de foraj
Pe baza analizei cauzelor de defecțiune a conductelor de foraj, în afară de uzura normală, o defecțiune anormală poate fi atribuită doi factori: funcționarea lucrătorului și calitatea conductelor de foraj. Prin urmare, putem preveni o defecțiune anormală prin îmbunătățirea calității conductelor de foraj și standardizarea practicilor operaționale.
3. Îmbunătățirea calității conductelor de foraj
(1) Selectarea materialelor de conducte de foraj: Pentru a se adapta la analiza stresului a forajului ghidat și direcțional în tehnologia fără tranșe, corpul conductei de foraj ar trebui să aibă o rezistență ridicată la tracțiune, o bună rezistență la îndoire și o duritate de impact. Materialul corpului de țeavă trebuie să fie mediu - conductă de oțel structurală din aliaj de carbon. Elementele din aliaj ar trebui să conțină CR, MO și alte elemente pentru a îmbunătăți rezistența la tracțiune și duritatea impactului materialului și să conțină Mn, SI și alte elemente pentru a îmbunătăți elasticitatea (adică rezistența de îndoire) a materialului. Uneori conține, de asemenea, urme de b, v și alte elemente pentru a îmbunătăți întărirea materialului. Materialele comune ale corpului conductelor includ: 36MN2V, 35CRMO, 42MNMO7, 35CRMNSI, 45MNMOB.
Uniformitatea grosimii peretelui și defectele rulante ale conductelor de oțel fără probleme sunt, de asemenea, factori importanți care afectează calitatea conductelor de foraj. Uniformitatea de grosime a peretelui conductelor de oțel rulate de mori mici de oțel este slabă și sunt predispuse la fisurarea longitudinală la grosimea peretelui mai subțire sub cuplu ridicat. Unele conducte de oțel au defecte precum pielea grea și găurile de aer, ceea ce poate determina cu ușurință conducta de foraj să se rupă sau să se scurgă în aceste locații.
Îmbinarea conductei de foraj poartă cel mai complex tensiune, iar materialul articulației necesită proprietăți mecanice cuprinzătoare ridicate. Îmbinările conductelor de foraj sunt realizate în cea mai mare parte din stocuri de 35crmo sau 42crmo, dar materialele de îmbinare falsificate pot îmbunătăți considerabil proprietățile mecanice cuprinzătoare.
(2) Selecția tehnologiei de procesare: În prezent, conductele de foraj fără tranșee domestice pot fi împărțite în trei tipuri în conformitate cu tehnologia de procesare: conducte de foraj forjate integral (denumite conducte de foraj integral), {{2} conducte de foraj sudate (denumite - conducte de foraj sudate) și conducte simple de drilare).
(3) Tratamentul secțiunilor îngroșate supărat: Fie că este vorba de o conductă de foraj integrală sau de o conductă de foraj sudată -, calitatea secțiunii de tranziție între partea îngroșată supărată și partea necompletată - supărată este principalul factor care afectează calitatea tulburătoare. Secțiunea de tranziție ar trebui să aibă suficientă tranziție de lungime, uniformă și netedă a grosimii peretelui și fără riduri. După supărare, corpul conductei este cel mai bine supus unui tratament general de stingere și temperare pentru a elimina stresul intern al secțiunii de tranziție și pentru a îmbunătăți performanța mecanică cuprinzătoare.
(4) Tip de structură a articulației
o. Groove de dispersie a stresului: Cercetările experimentale arată că fractura de oboseală a conductelor de foraj ghidate fără tranșe și direcționalitate sub tensiunea de îndoire ciclică este principalul mod de eșec al conductelor de foraj, iar această defecțiune apare în principal la rădăcina articulației masculine sau la rădăcina firului articulației masculine. Proiectarea unei caneluri de dispersie a stresului la rădăcina articulației masculine a conductei de foraj poate reduce eficient concentrația de stres în această locație, îmbunătățind astfel rezistența la îndoire. În plus, creșterea diametrului firului pe cât posibil, proiectarea firelor conice și creșterea razei rădăcinii filetului poate îmbunătăți în mod semnificativ rezistența de îndoire la rădăcina articulației masculine a conductei de foraj.
b. Structura „umăr dublu”: structura SO - numită „umăr dublu” înseamnă că atunci când firele masculine și feminine ale conductei de foraj sunt strânse, capătul firului feminin și umărul firului masculin sunt în contact strâns și, în același timp, umărul interior al firului feminin este, de asemenea, în contact strâns cu capătul firului masculin. Dificultatea de procesare a conductelor de foraj cu structură „dublu umăr” este mare, dar în comparație cu țevile de foraj „un singur umăr”, are multe avantaje:
(1) Efect de etanșare bun, lichidul de foraj trebuie să treacă prin două suprafețe de etanșare atunci când se scurge din interior la exterior, iar rezistența la scurgere este mare.
)
(3) Îmbunătățirea duratei de viață a conductelor de foraj conductele obișnuite de foraj eșuează adesea, deoarece îmbinarea se uzează și capătul firului feminin devine mai subțire și este evazat de firul masculin, ceea ce face ca întreaga conductă de foraj să eșueze. După ce îmbinarea conductei de foraj „dublu umăr” este purtată grav, umărul interior funcționează în mod eficient, iar conducta de foraj poate continua să fie utilizată.
(4) Tratamentul la suprafață al firelor: Tratamentul de nitring al suprafeței firului poate preveni eficient lipirea firului și, de asemenea, îmbunătăți rezistența la uzură a firelor, extinzând astfel durata de serviciu. Grosimea stratului de nitring este, în general, 0,2 ~ 0,3 mm. Dacă grosimea este prea mare, este posibil să apară fisuri fragile. Dacă grosimea este prea mică, efectul de lipire anti - va fi slab. Țevile de foraj integral nu pot fi nitrificate și, în schimb, se utilizează un tratament cu fosfat mult mai subțire.
(5) Precizia prelucrării firului: firele de îmbinare trebuie procesate pe un strung CNC cu formarea instrumentelor de rotire a firului pentru a asigura schimbarea conductelor de foraj. Distanța strânsă a firelor de articulație trebuie controlată într -un interval rezonabil pentru a asigura o bună implicare a firului.
4. Îmbunătățirea tehnologiei de construcție
(1) Funcționare standardizată: În timpul construcției, trebuie să fie respectate strict forța de tracțiune, cuplul și raza de curbură a diferitelor conducte de foraj. Pentru companiile de construcții, numai prin utilizarea conductelor de foraj în conformitate cu specificațiile, pot fi evitate eficient eșecurile anormale ale conductelor de foraj.
(2) Rolul conductelor de tranziție: în timpul procesului de reamiere a găurilor și de tragere a conductelor, raza de curbură a conductei de foraj conectate la bitul de reaming este probabil să fie mult mai mică decât raza de curbură proiectată a găurii, adică r<
(3) Prevenirea instabilității conductei de foraj: conducta de foraj este o tijă zveltă în mecanică și are tendința de a deveni instabilă sub presiune. Prin urmare, în timpul etapei de construcție a găurilor pilot, conducta de foraj în stare liberă trebuie să fie restrânsă pentru a împiedica conducta de foraj să devină instabilă și să se îndoaie și să eșueze în timpul procesului de apăsări de deviere. Instabilitatea conductelor de foraj apare mai ales în secțiunea conductei de foraj dintre clema platformei și punctul de intrare. Lungimea acestei secțiuni ar trebui să fie redusă pe cât posibil sau trebuie luate măsuri de reținere adecvate. Pentru a preveni instabilitatea conductei de foraj, lungimea liberă a conductei de foraj ar trebui să fie în general mai mică de 20 de ori diametrul conductei de foraj.
)
) Noroiul formează o piele de noroi pe peretele exterior al conductei de foraj, care are un efect lubrifiant, poate reduce cuplul de foraj, poate reduce uzura conductelor de foraj și poate juca un rol foarte important în protejarea conductei de foraj.
(6) Inspecția conductelor de foraj: După ce conducta de foraj a fost utilizată pentru o perioadă de timp, uzura, îndoirea și zgârieturile de suprafață ale conductei de foraj ar trebui verificate, iar conductele de găurit cu uzură excesivă, îndoire evidentă și zgârieturi de suprafață adânci ar trebui eliminate la timp. Ar trebui acordată o atenție deosebită condiției de uzură a secțiunii de tranziție supărată, deoarece această zonă este adesea cea mai predispusă la uzură și subțiere, ceea ce duce la fractură.
