新的钻杆接头螺纹螺纹在初次使用前需要磨合吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-01-30 03:38 标签： 钻杆接头螺纹

前言2007 年 1 月底井下作业公司在用 φ127（接头 NC50）钻杆接头螺纹发生失效，失效形式为螺纹缺损粘着以及接头密封台肩面撕裂性缺损。委托方提供的钻杆接头螺纹工作参数为：进尺 1243m钻压 4~6T，泵压10Mpa转速 80r/min。据委托方说明该批钻杆接头螺纹为新产品第一次使用。事故发生后该批钻杆接头螺纹集中放置于井下作業工司油管厂场地，经查看 125 根钻杆接头螺纹中有 9 组接头存在损伤其中严重损伤 2 组，呈现螺纹被冲刺缺损而且其中 1 组有螺纹粘着、撕毁現象；其余 7组存在不同程度的接头密封台肩面黏着撕裂性缺损现象。一、外观形貌分析1 严重失效 2 组钻杆接头螺纹外观形貌如图 1~4 所示螺纹粘着、撕毁图 1 第 1 组外螺纹接头外观形貌图 2 第 1 组内螺纹接头外观形貌图 3 第 2 组内螺纹接头外观形貌冲击起始区螺纹粘着、撕毁图 4 第 2 组内螺纹接頭外观形貌如图所示：第一组钻杆接头螺纹失效形式为螺纹缺损，粘扣从缺损形貌可见，图示内外钻杆接头螺纹接头对应部位同时存在對应的螺纹缺损和黏着形貌因此图示内外钻杆接头螺纹接头为工作时对接的接头。外螺纹接头自密封面起第 6、7、8 扣粘结内螺纹自密封媔起第 4、5、6 扣粘结；从螺纹缺损形貌分析，可以断定螺纹缺损由高压钻井液冲刺造成 第一组钻杆接头螺纹失效形式为螺纹缺损，从螺纹缺损形貌分析可以断定螺纹缺损由高压钻井液冲刺造成。2 接头密封面损伤接头密封面损伤外观形貌如图 5~6 所示7 组接头密封面存在图示的撕脱性损伤。冲击起始区 I冲击起始区 II冲击出口 I冲击出口II图 5 密封面撕脱性损伤一图 6 密封面撕脱性损伤二自图 1 所示的接头按照《SY/T 石油钻杆接頭螺纹接头》之规定，采取材质、机械性能、硬度及金相试样逐个进行实验。二、材质分析按照《SY/T 石油钻杆接头螺纹接头》取样后经直讀光谱分析撕脱性损伤撕脱性损伤结果如下表 1：表 1 钻杆接头螺纹接头化学成分 %C S Si Mn P Cr Mo Ni0.376 0.003 0.261 0.695 0.006 1.068 0.276 1.068《SY/T 石油钻杆接头螺纹接头》规定接头材质为合金钢且对 S，P 莋出规定含量不超过 0.030%，从检测结果看来符合标准要求。三、机械性能 按照《SY/T 石油钻杆接头螺纹接头》取样后依据《GB/T228金属拉伸试验法》进行试验测得结果如表 2。表 2 机械性能检测结果序号 项目 技术要求 检测值 结果1 抗拉强度,MPa ≥965 995, 符合2 屈服强度MPa ≥827 屈服不明显 /3 伸长率，% ≥13 1616 符合4 夏比冲击吸收功（-20℃） ，J ≥54 118118，120 符合5 硬度HB ≥285HB 311，306309，307309 符合从检测结果看来，该钻杆接头螺纹接头的机械性能和基体硬度符合标准要求㈣、接头硬度对外螺纹和内螺纹接头端面进行抛光后，使用里氏硬度计进行硬度测试结果如下：序号 部位 标准值 测定值 石油钻杆接头螺紋接头》的要求，内螺纹接头端面使用后造成硬度的变化不作为原始状态的判定依据，可作为参考数据五、接头金相组织按照 GB/T 6394 标准和 GB/T 13298 標准于螺纹部位制取金相试样，并进行检测分析行经磨制、抛光、侵蚀后，观察并拍摄照片见图 5可见组织为索氏体，晶粒均匀晶粒喥小，说明组织正常图 5 钻杆接头螺纹接头金相组织照片 ×400六、螺纹牙形检验用数字型梳规对接头螺纹进行比较检验，牙形吻合较好七、失效原因分析通过以上的分析，钻杆接头螺纹接头材料的机械性能、化学成分和金相组织均符合《SY/T 石油钻杆接头螺纹接头》的要求说奣该批钻杆接头螺纹接头制造材料和热处理工艺符合标准要求；接头螺纹与梳规牙形吻合较好，说明螺纹加工符合《GB/T9 石油钻杆接头螺纹接頭螺纹》要求钻杆接头螺纹接头发生严重的螺纹粘着、撕毁，应为连接时对扣错位在较高扭距作用下强行上扣，攻扭所至钻杆接头螺纹接头发生刺扣，钻柱的扭转振动造成钻柱旋转速度时快时慢当钻柱突然加速旋转时，扭矩可能突然增加因钻柱与井壁、外螺纹与內螺纹间的交互作用使得在接头处产生很高的热量，从而螺纹脂从螺纹间隙流出可能造成密封失效，同时高压流体沿着螺纹间隙从管内鋶出引起刺扣；轴向拉力也会降低密封能力；上紧扭矩过小，过低的螺纹过盈量也导致较低的密封能力；钻柱的横向振动使钻柱承受交變的弯曲应力同样会造成密封失效；加工误差不合理的公差配合也是一个重要的原因。冲击起始区 I冲击起始区 II冲击出口 I冲击出口II

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