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¿Por qué Drill Pipe estaba roto?
Oct 01, 2018

Causas de daños en la tubería de perforación durante la perforación.


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Primero, vibración, desgaste de flexión.


Cuando la sarta de perforación alcance la velocidad crítica, el tubo de perforación vibrará. Esta vibración a menudo hará que la tubería de perforación se doble, desgaste excesivo, daño rápido y daño por fatiga. En particular, es más desfavorable cuando el tubo de perforación está sujeto a dos tipos de vibraciones (vibración de la junta de onda y vibración del péndulo de resorte). La velocidad crítica varía con la longitud del taladro, el tamaño del taladro, el tamaño del collar del taladro y el tamaño del pozo.


En segundo lugar, el daño por tracción.


La falla de tracción a menudo ocurre durante el proceso de extracción del tubo de perforación atascado. Cuando la fuerza de tracción superior supera el punto de elasticidad, se produce una deformación en "cuello delgado" en la sección más débil o más pequeña de la pared de la tubería de perforación. Si la fuerza de tracción superior excede la resistencia máxima, se extraerá la tubería de perforación. La falla de tracción generalmente ocurre en la parte superior de la sarta de perforación. Debido a que el taladro superior está bajo presión y tiene que soportar el peso de la sarta de perforación.

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En tercer lugar, el daño por fatiga


El daño por fatiga es el más común en la falla de la tubería de perforación. Hay tres tipos básicos de daño por fatiga:


1, daño por fatiga pura


La tubería de perforación está sujeta a tensiones periódicas de tensión, compresión, torsión y flexión. El estiramiento y la flexión son las tensiones más peligrosas. En la actualidad, la principal causa de la falla por fatiga de la tubería de perforación es la tensión cíclica causada por la rotación de la tubería de perforación en el pozo curvo. En un pozo curvo, incluso si el collar de perforación tiene un grosor suficiente, puede ocurrir daño por fatiga y la ubicación del daño no es necesariamente. Cuando la tubería de perforación se dobla, cada vez que la tubería de perforación gira, su posición correspondiente se tensionará periódicamente debido a la tensión y compresión repetidas. El tubo de perforación cerca del collar de perforación es más probable que se doble porque el collar de perforación tiene una mayor rigidez y resiste la flexión, y la flexión ocurrirá en el tubo de perforación por encima del collar de perforación. Al mismo tiempo, la tensión máxima en el tubo de perforación se produce al final de la parte engrosada del tubo de perforación, a unos 50 cm de la junta. Como se mencionó anteriormente, es poco probable que la junta se doble, y la flexión solo puede ocurrir en el cuerpo de la tubería de perforación donde la pared de la tubería es delgada. En la posición donde cambia la sección transversal, actúa como un tornillo de fijación, lo que lo convierte en un punto de apoyo de la fuerza de flexión. Si la tubería de perforación se dobla uniformemente en toda su longitud, la tensión que actúa sobre la tubería de perforación se reduce y se puede aumentar el número de ciclos de tensión o fatiga.

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Los valores que determinan la falla por fatiga son: la carga de tracción en el tubo de perforación en la curva del tubo de perforación; la severidad de la curva de perforación; el número de esfuerzos repetidos por tubería de perforación en la curva del orificio de perforación; El tamaño del tubo de perforación y las propiedades del acero. Dado que la cantidad de tensión ejercida por la tubería de perforación es la clave para la falla por fatiga, en pozos profundos, la flexión del orificio superior tiende a ser un factor de daño por fatiga. Se debe tener en cuenta que mientras la tubería de perforación pase por la curva del orificio de perforación, incluso si se elimina la fuerza de tracción, el daño por fatiga acumulada todavía existe, por lo que si la curva se realiza a través del orificio varias veces, la broca La tubería puede estar dañada por la fatiga. También se debe tener en cuenta que una tubería de perforación puede haber sido dañada incluso si no hay un accidente en un pozo. por lo tanto. Cuando se reutiliza en el mismo pozo o en otro pozo, aunque está unido a la parte superior de la sarta de perforación, incluso si la tensión de flexión que actúa sobre el tubo de perforación está dentro del valor nominal, puede ser inaceptable, lo que podría ocasionar un accidente. Además, hay otras tensiones de flexión que causan daños por fatiga pura. Por ejemplo, cualquier tubería de perforación curvada es a menudo un factor potencial para el daño por fatiga. Una curva Kelly dobla el primer tubo de perforación debajo del plato giratorio. Una vez que la tensión en la tubería de perforación es lo suficientemente grande, puede causar daños por fatiga. La desalineación de la grúa también causará daños por fatiga en la tubería de perforación, ya que causará una tensión de flexión en la tubería Kelly y la tubería de perforación.


2, el daño por fatiga receso


El carácter incompleto de la superficie de la tubería de perforación, ya sea formada por maquinado o durante procesos metalúrgicos, afectará en gran medida el límite de fatiga de la tubería de perforación, cuya extensión depende de la ubicación, la dirección, la forma y el número de defectos. Si la muesca está ubicada en la tubería de perforación donde no es la tensión principal, el efecto sobre el daño por fatiga es pequeño. Sin embargo, si la muesca está ubicada a 50 cm de la junta, este es el núcleo de la falla por fatiga, ya que esta parte es la tensión máxima de flexión generada por el tubo de perforación. Las muescas longitudinales pueden difundir la tensión sin causar daño. Sin embargo, incluso una puntuación sutil con un ángulo de base agudo aumenta la tensión y causa daños. A continuación se enumeran varias condiciones de la superficie de la tubería de perforación que pueden causar daños por fatiga de la muesca:


(1) Patrón de estampado Todas las impresiones laterales pueden ser puntos de concentración de esfuerzos. Si el sello se imprime en una posición inadecuada en el tubo de perforación, la impresión lateral de la fuente estampada y la marca en cualquier posición será el punto de inicio de la fatiga del tubo de perforación. No se permite la impresión en el cuerpo de la barra de perforación. La marca se coloca en la parte engrosada y desaparecida del tubo de perforación con una gran área de sección transversal, y la tensión generada se puede absorber de manera segura. Además, el número de punto se puede usar en lugar del número de línea, y el sello digital romano se puede colocar a lo largo de la dirección longitudinal del tubo de perforación, y también se puede usar como marca de seguridad.


(2) Quemadura por arco Si el tubo de perforación se usa como cable de conexión a tierra para la conexión a tierra, el arco entre la barra de hierro y el riel a menudo causará que la tubería de perforación se queme en la circunferencia de la tubería de perforación. Aunque estos pozos pequeños que son difíciles de notar son extremadamente pequeños, son una banda ancha de quemado formada en el tubo de perforación. Con vidrio duro y quebradizo, es muy fácil acelerar el daño por fatiga.


(3) Aro protector de goma El surco circunferencial formado en la parte superior de la banda de goma en el tubo de perforación es otra causa de daños por fatiga frustal.


(4) Dientes de pinzas grandes Entre las diversas cicatrices superficiales en el tubo de perforación, las pinzas son las más comunes y las más graves. Sin embargo, como es longitudinal y no tiene la misma dirección que la tensión aplicada, no es perjudicial para el daño por fatiga. Si se desvía ligeramente de la dirección vertical, es fácil formar un punto de concentración de tensión. Es necesario golpear las pinzas en la articulación sin golpear el cuerpo de la barra de perforación, ya que puede dañar la barra de perforación.


(5) Cicatrices de kava Las placas deslizantes de la plataforma giratoria generalmente no dejan cicatrices dañinas en el tubo de perforación. Sin embargo, si la kava está mal procesada o mal manejada, la kava morderá el tubo de perforación.


(6) Orificios de corte en la formación y el metal fracturado en el pozo La superficie de la broca gira en el pozo, y la superficie rozará la formación de la pared del pozo duro para dejar una muesca circunferencial. Dichas puntuaciones tienden a ser triangulares y son comunes en las tuberías de perforación y los collares de perforación.


3. Daño por fatiga por corrosión.


Este daño es actualmente una causa común de daños tempranos en la tubería de perforación. La corrosión puede ser extremadamente dañada por varios o varios tipos de daños integrados (erosión, desgaste, fatiga). A veces, varias formas de corrosión ocurren simultáneamente, pero en general, siempre hay una forma de corrosión que es la causa principal del daño.


(1) Agentes corrosivos Los principales agentes corrosivos que afectan al acero de las herramientas de perforación son: oxígeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, sales disueltas (cloruro, carbonato y sulfato de sodio, calcio, magnesio), varios ácidos (ácido fórmico, ácido acético, etc.) .).


(2) Factores que afectan la tasa de corrosión.


Valor de pH El lodo basado en pH bajo reducirá la vida de fatiga del taladro. El valor del pH es un factor importante para controlar la fatiga por corrosión, pero es difícil determinar con precisión el pH mínimo suficiente para prevenir el daño por fatiga. Muchos usuarios creen que el pH del lodo por debajo de 9.5 reducirá la vida de fatiga del taladro.


Temperatura La mayoría de las tasas de corrosión aumentan con el aumento de la temperatura.


Caudal El caudal de corrosión aumenta a medida que aumenta el caudal de lodo.


Inhomogeneidad Las diferencias locales en la composición del acero o la microestructura aumentan la velocidad de corrosión.


El estrés alto es generalmente más rápido en áreas sometidas a estrés alto que en áreas de bajo estrés.


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