钻具失效与预防措施
讲座-钻具使用、管理、失效与预防
2、钻具组合设计原则
1）、 在钻机提升能力及井眼条件满足的情况下，宜选择大尺寸钻具。 2）、 在钻具的抗拉强度满足安全的前提下，钻具设计应遵循经济性原则。 3）、 原则上采用同一钢级钻杆，不同井深钻杆钢级选用见表。
表2 不同井深钻杆钢级选用推荐表
完井井深（m） ≤2500
2500～4500 ≥4500
4、 不合格钻具应明确标识、单独存放并登记。
5、 应选用与钻具尺寸相匹配的井口工具。不应在钻杆中使用 滤清器。
6、 应清洗干净钻具螺纹，配戴护丝；钻具上下钻台轻吊轻放， 防止碰坏螺纹及台肩面；在鼠洞接单根应扣吊卡；上扣应保证 钻具螺纹清洁，均匀涂敷钻具螺纹脂。
7、 钻具新螺纹应磨扣2次，不应使用液气大钳或旋扣器磨扣。 钻铤磨合3次，每次磨合后应清洁螺纹并涂螺纹脂。
钻杆钢级 E 或G G 或 (G+S)
S 或 (G+S)
4）、 含硫化氢油气井原则上设计抗硫钻具。
5）、 大斜度井、大位移井、水平井等特殊工艺井和深井、超深井，宜设计 高级别钻具或高抗扭钻具。
6）、 下部钻具组合的强度、刚性应满足钻井施工、井眼条件的要求，设计 时应考虑：
（1）弯曲强度比（BSR）：内螺纹截面模量与外螺纹截面模量之比。钻铤、转 换接头、稳定器、螺杆等钻具抗弯曲强度比宜符合表的规定。
3、采用合理的钻具管理制度 1）钻具实行成套定队管理和分级成套管理 a、成套定队管理 根据钻井队钻机设计钻深能力和配套标准配一套新钻杆固定该队使用，钻 具在使用过程中检修、修复、倒运、转运等均需保持该套钻具的稳定，不 得打乱。这种管理制度规定对不仅便于对钻杆进行维护和管理，显著降低 钻杆事故，而且对钻井队爱护钻具有一定的促进作用。
推荐弯曲强度比（BSR）范围
钻杆钻具失效与预防
钻杆钻具失效与预防在钻井过程中，钻杆在任何部位失效都会造成严重的后果，甚至使井报废。
我国各油田每年发生钻杆事故约五六百起，经济损失巨大，每年进口各种规格的钻杆就要耗用数亿元人民币的外汇。
随着浅层资源的不断枯竭，今后越来越多的钻深井、超深井，钻杆的安全可靠性就成为一个十分突出的问题。
钻杆失效一般表现为本体断裂和刺漏，钻杆螺纹处失效等。
原因大致是由以下一些因素引起的：钻进时钻杆的基本力学工况，钻具的组合及钻井工艺，井径规则性，偏磨，螺纹密封脂，钻井液，钻杆结构和材料，地层因素，井内腐蚀介质等，以上因素交互作用的结果导致钻杆失效。
钻杆的基本力学工况钻杆在内外充满钻井液的狭长井眼里工作，通常承受压、弯、扭、液力等载荷。
如果钻杆所受应力小于每平方米206.8牛顿时，钻杆虽经过无数次的弯曲，也不会产生疲劳裂纹。
钻井时钻杆承受弯曲、扭转和拉伸应力组成的复合应力很大，特别是在大位移定向井及水平井中扭矩极大，钻杆在远远小于100万次弯曲次数时便产生疲劳微裂纹；微裂纹产生后便不断扩大延伸，此时如果具有腐蚀作用的高压钻井液进入微裂纹中，就会加速裂纹扩展，最终导致钻井液刺穿钻杆的失效事故。
刺穿发展的结果，使钻杆有效断面不断缩小，刺孔加裂纹的总长度超过其临界裂纹尺寸时，即发生断裂。
除旋转向下的运动，同时还有钻杆的各种振动和涡动。
钻具组合及钻井工艺钻杆作为一个旋转的细长弹性杆件，有其固有振动频率，钻具的组合决定了此固有频率。
钻杆旋转时还会产生纵向、横向和扭转3种形式的振动，当它们的频率与固有频率相吻合时则产生共振。
共振的结果会在原来钻杆疲劳应力的基础上附加一个额外的疲劳应力，加速钻杆的失效。
采用长效螺杆钻杆替代转盘钻定向井、水平井的钻井工艺可以减少钻杆的旋转弯曲疲劳程度。
井径不规则影响井径不规则或扩径严重的井段，钻杆的弯曲程度随之相应增大，钻杆旋转时连接螺纹部位受交变弯曲应力加速钻杆疲劳失效，同时螺纹连接受力复杂化，加剧了螺纹疲劳损坏。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻井是钻孔采取地层样品的方法，也是勘探石油、天然气最常用的手段。
在钻井过程中，钻具是至关重要的组成部分，其承担着钻孔、转动、传递钻压等功能。
但是钻具在实际使用过程中，受到摩擦、振动、腐蚀等多种因素的影响，使得其出现各种失效形式。
下面我将详细介绍钻具常见失效形式。
一、弯曲失效弯曲失效是指钻具管柱的弯曲度超出正常设计范围，严重时会导致钻杆破裂。
导致弯曲失效的原因可能是以下几方面：1、地质条件：地下岩体变化、地层压力、地下水位等。
2、工况因素：如转速、下荷、井深、钻头型式、推进速度等。
3、管柱的质量：如供应商的加工技术、材料的质量等。
为避免弯曲失效，可以在钻具选择上合理匹配井的地质条件，控制钻井参数的调整，保证管柱的质量等。
二、断裂失效断裂失效是指钻具在钻井过程中发生的破裂现象。
断裂失效原因主要是钻杆的材料强度和切向和轴向载荷。
在挖掘过程中，管柱承受大量的重量和摩擦力，而断裂失效主要由以下因素导致：1、钻杆设计:如果钻杆材料不足以承受挖掘压力，钻杆可能会断裂。
2、钻杆的运转状态:如果钻杆被曲折，扭曲或振动，则管柱可能会断裂。
3、环境影响:如果钻井环境温度变化剧烈，钻杆可能会收缩或扩张，然后从而导致断裂失效。
为避免断裂失效，需要选择适当的钻头和井深，定期更换老化的钻杆，使用高质量的钻具，确保钻杆金属的断裂强度和高强度的金属性质能够抵抗外部的载荷。
三、疲劳失效疲劳失效是指由于钻井过程中的啮合、转动、振动等作用，使得钻具的材料受到多次反复的载荷作用而导致的失效。
疲劳失效通常是由以下原因引起的：1、超负荷：如果管柱承受超出其载荷极限的应力，随着时间的推移，它们将在高载荷情况下疲劳。
2、变形：如果管柱在钻井过程中出现变形，如扭曲、振动等，其疲劳极限会降低。
3、环境因素：诸如温度、酸碱性等环境因素可能导致钻具的材料受到损害。
为了避免疲劳失效，以下是几个重要的措施：1、选择尽可能高的钻杆金属强度。
2、控制切削转速，减少外部载荷情况下的功率。
钻柱失效分析及与预防措施
04
钻柱失效预防技术发展
新材料应用
总结词
新材料的应用为钻柱失效的预防提供了新的解决方案，能够有效提高钻柱的强度、耐腐 蚀性和耐磨性。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如高强度合金钢、钛合金、陶瓷等逐渐应用于钻柱的制 造中。这些新材料具有更高的强度、耐腐蚀性和耐磨性，能够显著提高钻柱的使用寿命，
详细描述
通过改进钻柱的结构设计，提高其承载能力和耐久性，可以降低失效风险。例 如，优化钻柱的壁厚、直径和材料选择，以及采用更先进的连接方式等。
制造质量控制
总结词
严格控制制造质量是防止钻柱失效的关键环节。
详细描述
确保钻柱在制造过程中符合相关标准和规范，对每个生产环节进行质量检查和控制，以消除潜在的缺陷和隐患。 同时，可以采用无损检测技术对钻柱进行全面检测，确保其质量和可靠性。
磨损
钻柱与井壁、钻头等之间的摩擦会 导致钻柱磨损，影响其使用寿命。
失效原因
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设计不合理
钻柱结构设计不合理，如 壁厚不均、连接方式不当 等，可能导致钻柱失效。
制造缺陷
钻柱制造过程中可能存在 的材料缺陷、加工误差等， 也是导致钻柱失效的重要 原因。
操作不当
钻井过程中操作不当，如 过载、转速过高、钻压过 大等，可能加速钻柱的磨 损和疲劳。
使用维护保养
总结词
合理使用和维护保养可以有效延长钻柱的使用寿命。
详细描述
在使用过程中，应遵循操作规程，避免超载和过载情况的发生。同时，定期对钻柱进行检查和维护， 及时发现并处理潜在问题，以保持其良好的工作状态。此外，对于使用环境恶劣的钻柱，应采取相应 的保护措施，以减缓其老化过程。
03
钻柱失效案例分析
油田钻具失效原因分析及控制措施研究
油田钻具失效原因分析及控制措施研究油田钻具是石油勘探和开采中不可或缺的重要设备，在石油生产中发挥着至关重要的作用。
在长时间的使用过程中，油田钻具可能会出现失效现象，不仅会造成生产中断和设备损坏，而且还会对环境和人员安全造成潜在威胁。
深入分析油田钻具失效的原因，并提出相应的控制措施，对于提高油田钻具的使用寿命和运行安全具有重要意义。
一、油田钻具失效原因分析1. 磨损和疲劳油田钻具在长时间的作业过程中，受到重复的载荷和振动影响，容易发生磨损和疲劳现象。
特别是在复杂地层条件下，磨损和疲劳问题更为突出，导致钻具寿命大大缩短。
2. 腐蚀油田钻具长期处于恶劣的地下环境中，容易受到泥浆、酸性物质等腐蚀介质的侵蚀，导致钻具表面损坏，甚至出现龟裂、脱落等现象。
3. 设计缺陷油田钻具的设计缺陷也是造成失效的重要原因。
在受力分布不均匀的情况下，可能导致部件断裂；在钻具的连接部位存在设计缺陷时，也容易发生失效。
4. 质量问题油田钻具的质量直接影响着其使用寿命和安全性能。
一些没有经过严格检测和质量控制的钻具可能存在隐患，容易出现失效问题。
5. 错误使用油田钻具的错误使用也是造成失效的重要原因。
操作人员对于钻具的使用不当，或者不符合设计要求的使用方法，容易导致失效。
二、控制措施研究1. 强化维护管理加强对油田钻具的维护管理，定期进行检查和维修，及时发现并修复磨损、腐蚀等问题，可以有效延长钻具的使用寿命。
2. 加强质量控制对油田钻具的生产过程进行严格的质量控制，确保钻具的质量符合设计要求，避免因质量问题造成的失效现象。
3. 完善设计改进油田钻具的设计，提高其受力均匀性和耐腐蚀性能，减少设计缺陷对钻具寿命的影响。
4. 增强人员培训加强对油田钻具使用人员的培训，提高其对钻具正确使用和维护的认识，减少因误操作导致的失效。
5. 强化监测技术引入先进的监测技术，对油田钻具进行实时监测，及时获取钻具的工作状态信息，可以有效预防失效的发生。
钻具事故预防措施
钻具事故预防技术措施
⑴认真填写钻具卡片，详细记录钻具长度、内外径、螺纹长度、钢印号以及入井顺序等原始资料；
⑵仔细清洗并认真检查钻具螺纹及台肩面有天刺痕及损坏现象，并做出明显标记；
⑶修理的钻具螺纹必须磨合，钻铤扣磨合3~5次，钻杆扣磨合2~3次，保证螺纹光滑无毛刺；
⑷坚持钻具错扣及钻具倒换制度，钻具错扣每一只钻头一次，钻杆每钻进2500~3000米倒换一次，钻铤每钻进1000~1500米倒换一次；
⑸钻具按规定存放在管架上，上下钻台必须戴护丝，严禁不带护丝吊甩钻具行为；
⑹上扣、紧扣、卸扣严禁大钳打在钻具本体上，螺纹岩封台肩必须平行、染抹标准的螺纹岩封脂，按推荐的标准上紧螺纹；
⑺钻具组合中加入悬浮器减震器以减轻钻具疲劳破坏，在钻进中，若发现蹩跳严重应立即减轻钻压降低转速；
⑻对钻具中的配合接头应加强探伤检查，累计工作500小时以上必须更换或探伤检查合格后方可使用；
⑼任何情况下，严禁超负荷提拉，扭转钻具要严格执行API标准；
⑽起钻过程中严格遵守操作规程，防单吊环引起钻具事故，同时严格执行起钻过程中的“四检查，一适当”。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是岩石钻探工作中必不可少的工具，它们在矿山、建筑、石油和天然气钻井等领域都有广泛应用。
然而，由于各种因素影响，钻具往往会出现各种失效形式，影响钻探单位的工作进度和成本。
下面是钻具常见的失效形式以及相应的解决方案。
1. 磨损和疲劳钻具在长时间使用和高强度工作后会出现磨损和疲劳现象，这会导致钻头的速度和效率下降，同时也会对钻工的安全性产生威胁。
钻具的磨损和疲劳是常见的失效形式，解决方案是经常对钻具进行检查和保养，及时更换磨损的部分，以提高钻具的使用寿命。
2. 断裂和破裂断裂和破裂是钻具失效的严重形式。
这通常是由于钻头在进入岩石或土壤时遇到了太大的阻力或被夹住了，导致钻具发生严重变形或直接折断。
解决方案是合理选择钻具和使用合适的钻探技术，合理控制钻井速度和力度，充分准备工作，防止出现异常情况。
3. 堵塞和卡住当钻头进入非常松散或黏性物质时，就容易出现堵塞和卡住的问题。
堵塞和卡住不仅会导致钻具失效，还会对岩石钻探工作产生危险。
解决方案是使用合适的钻具和钻探技术，尤其对于黏性物质，应该采取特殊措施，如喷洒泡沫或水混合物等。
4. 腐蚀和氧化在某些特殊的环境中，如海洋或酸性土壤中，钻具会经受到腐蚀和氧化。
这会导致钻具的表面变脆，出现裂纹和破损。
解决方案是选择抗腐蚀和抗氧化的钻具材料，对钻具进行定期检查和保养，避免在腐蚀条件下使用钻具。
总的来说，钻具的常见失效形式有很多，但是如果采取正确的措施，可以很好地防止钻具失效。
因此，岩石钻探工程中，对于钻具的选择、使用和维护都需要严谨对待，以确保钻工的安全和工作效率的提高。
钻具失效分析及预防措施研究
钻具失效分析及预防措施研究摘要：在钻井作业过程中，井下钻具的工作环境十分恶劣，要在高温高压环境下承受各种应变载荷和剧烈碰撞，同时要受到钻井液的冲刷和腐蚀。
当钻具在井下出现刺漏、断裂等失效问题后，轻者需要起钻更换钻具，重者会因为钻具断裂导致停钻打捞落鱼，对钻井施工造成严重损失。
因此对钻具失效原因进行系统分析并给出应对策略，对降低井下事故发生概率、提高油气田开发效率具有重要意义。
关键词：钻具；失效；预防措施油气田勘探开发过程中钻具受力状态十分复杂，所以其失效形式也多种多样。
在钻井作业中，井身结构复杂，作业工序繁杂，钻柱在井下运动，除了自转还有公转，受力有静载荷也有动载荷，还有拉、压、弯、扭等力，又有司钻操作或打捞震击等复杂工艺引起的冲击力。
在井下运转过程中还受到腐蚀、磨损、温度及压力的影响。
钻具在存放过程中，受到潮湿气候的锈蚀等。
钻具失效几率高。
分析钻具的使用情况，失效形式有如下几种：疲劳失效、磨损失效、腐蚀疲劳失效。
一、钻具失效的主要原因钻具失效往往是由于多种原因共同作用造成。
据统计，钻铤和钻杆是最易发生失效的部位，因钻具自身质量问题造成的失效比例是12.8%，因现场使用不当造成的失效比例为32.2%；因井下工作环境造成的失效比例是52%；由于运输、保存原因造成的失效比例是3%。
1、钻具自身材质因素。
对钻具失效的统计分析表明，生产过程中使用的原料材质品质较差、生产工艺不达标和产品尺寸偏差大，是导致钻具失效的主要原因，主要表现在：①钻杆加厚部位的结构存在问题；②钻杆、钻铤等钻具间的转换接头质量差；③螺纹加工标准低，在应力集中作用下发生问题，导致应力损伤；④钻柱强度不达标。
2、环境因素。
造成钻柱失效的最主要的环境因素是钻井液腐蚀，钻井液的含砂量、pH 值、润滑性、流态、温度等均对钻柱失效有着直接或间接的影响。
钻井液对钻柱的腐蚀性排序为：充气盐水钻井液>盐水钻井液、低pH钻井液>高pH钻井液>油基钻井液。
油田钻具失效原因分析及控制措施研究
油田钻具失效原因分析及控制措施研究油田钻具失效是指在钻井作业过程中，钻具出现各种故障，无法正常运转或达不到预期的使用寿命。
这会严重影响钻井的进展和效率，增加作业成本，甚至导致事故的发生。
对油田钻具失效的原因进行分析并研究相应的控制措施，对保障钻井作业的持续进行和安全生产具有重要意义。
油田钻具失效的原因主要有以下几方面：1. 动力系统失效：动力系统失效包括电机、液压系统、传动装置等故障。
这些故障可能是由于组件磨损、润滑不良、密封件老化等原因导致的。
控制措施包括定期进行设备维护保养，检查机械零部件的磨损情况，加强润滑管理，更新老化的密封件等。
2. 钻头失效：钻头是钻井作业中最容易失效的部件之一。
其失效原因主要有磨损、断刃、堵塞等。
钻头磨损主要是由于井壁岩石的磨蚀作用，尤其是含有砂岩和碳酸盐岩的地层，需要采取合适的防磨措施。
断刃则是指钻头刃部发生断裂，这主要是由于受到过大的冲击或拉伸力造成的。
堵塞则是指钻头刃部被岩石屑、胶结物等物质堵塞，导致无法正常进行钻井作业。
控制措施包括选择合适的钻头材料和结构，进行定期的检查和维护，及时清理堵塞物等。
3. 钻柱及井筒失效：钻柱及井筒是支持钻头和输送钻杆的关键部件，其失效会导致整个钻具系统无法正常工作。
钻柱失效主要是由于疲劳断裂，其原因可能是工作条件超过了其承载能力，也可能是材料质量问题。
井筒失效则是由于井壁结构破坏，主要原因是岩石的强度不够，造成井壁塌陷。
控制措施包括合理设计钻柱和井筒的结构，选择合适的材料，定期进行强度检测和防腐处理等。
4. 钻井液失效：钻井液失效主要指钻井液性能下降，无法满足钻井要求。
钻井液性能下降的原因很多，包括固相物质浓度过高、润滑性能不佳、过滤性能下降等。
这些都可能导致钻井液与井底温度、地层压力不匹配，从而出现井壁稳定问题。
控制措施包括定期检测钻井液性能，及时调整配方，控制固相物质浓度和酸碱度，保证钻井液的稳定性能。
钻井作业中油田钻具失效的原因较多，但通过合理的控制措施可以减少其发生概率。
关于螺杆钻具常见故障的预防及判断讨论
螺杆钻具由于其内部结构相对复杂，因而出现复杂情况的几率也相应增加。
在工作中除加强下井前的地面检查外，还应该做好使用过程中的分析和判断，杜绝事故和复杂情况的发生。
一、做好螺杆钻具的检查螺杆钻具下井使用之前，应当进行细致的检查，确保下井后能正常工作，避免不必要的起下钻和由此造成的损失。
1.检查螺杆钻具。
下井前应确认其为新螺杆钻具或使用后经过正常维修的螺杆钻具。
如果未经拆检和维护保养，可能蕴藏极大的事故隐患，给钻井作业带来不必要的损失。
如果确实需要旧的螺杆钻具再次下井，应仔细检查螺纹部位是否有松动的迹象，螺杆钻具的壳体是否有影响安全的腐蚀或划伤。
新螺杆钻具壳体螺纹在出厂时均已旋紧并涂以锁紧剂，在钻台上不得旋动任何螺纹部位。
2.安装钻头。
用钻头装卸器安装钻头，应当用链钳转动螺杆钻具传动轴的轴头，而且只能反时针旋转(俯视时旋向)，以防止内部螺纹松扣3.检查旁通阀的开启和关闭。
吊起提升短节，把螺杆钻具放入转盘中，把旁通阀置于转盘以上容易观察的位置。
用卡瓦卡牢螺杆钻具，卸去提升短节。
用锤把或木棒压下旁通阀的阀芯，同时向旁通阀注满水，此时旁通阀的阀口应不漏水。
然后撤走木棒，阀芯应被弹簧弹起复位，所注的水应从侧面各孔均匀流出，即可认为正常。
4. 试运转。
接上方钻杆，用方钻杆将螺杆钻具下放到转盘以下，使旁通阀处于转盘以下便于观察的位置。
开动泥浆泵进行泥浆循环，确认旁通阀关闭后，缓慢上提螺杆钻具，观察传动轴的轴头是否转动（注意：试运转时使用小排量,正常情况下应有3~7%的泥浆从轴头处漏出）。
此时旁通阀处于“关闭”位置，不应有泥浆从旁通孔流出。
确认传动轴的轴头正常旋转后，下放钻具使旁痛阀位于转盘以下，停泵，观察旁通阀是否再次打开，使泥浆从旁通阀孔排出。
泵未完全停止以前，不要把旁通阀提到转盘以上，防止污染井台。
试验过程注意观察泵压变化，记录螺杆钻具的在不同排量下的循环压力。
二、螺杆钻具常见故障的判断及处理方法由于深部地层硬，井温高，螺杆钻具工作环境恶劣，同时螺杆钻具内部结构相对复杂，因而出现复杂情况的几率也相应增加，可能遇到各种不正常情况。
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钻具失效与预防措施
【摘要】钻具失效类别以钻杆、钻铤、转换接头为主，这主要是由钻具的结构组合和钻具本身的结构特点以及钻具在井内工作的受力特性所决定的。
钻具失效类型以螺纹断裂、刺漏和本体断裂、刺漏为主，这与钻具的工况和钻具先裂后刺再失效的失效机理相稳合。
钻具失效的形式多种多样，概括起来主要有过量变形、钻具断裂、钻具刺漏、表面损伤、钻具螺纹失效、钻具偏磨等等，并且这几种失效形式常常同时存在相互交织在一起。
【关键词】钻具；失效；预防措施
1 影响钻具失效的主要因素
引起钻具失效的原因往往不是单一的，而是几方面原因综合作用的结果，如钻具的使用工况和环境，钻具质量，使用者的操作以及钻具的机械损伤等。
1.1 产品自身质量
失效分析表明，大部分失效事故与钻具质量有关。
比较突出的有以下几个问题：
（1）钻杆内加厚过渡区结构不合理。
失效分析和试验研究已证实，内加厚过渡区结构不合理（太短，R太小）是钻杆在该部位失效的主要原因。
合理结构的条件为：≥100mm ，R≥300mm。
（2）钻杆接头、钻铤、转换接头韧性差。
（3）螺纹加工质量差及加工精度差。
如螺纹根部圆角半径过小，不符合API 标准要求，导致严重的应力集中。
（4）强度指标不合格。
（5）喷焊热裂及钻杆摩擦对焊（修复）工艺不当。
（6）钻杆接头选型不当。
1.2 环境因素
（1）钻井液。
钻井液种类、pH值、固相含量、流速、温度和扰动情况等都对钻具失效有不同程度的影响。
（2）腐蚀介质。
由于钻井液循环系统不是密封的，大气中氧气会通过泥浆池、泥浆泵等设备在钻井液的循环过程中混入钻井液成为游离氧，当泥浆中含有
一定量的溶解氧时，就会对钻具表面造成腐蚀。
来源于地层或由于泥浆中一些含硫有机添加剂高温分解和泥浆中硫酸盐还原菌的新陈代谢产生的H2S还会导致钻杆的氢致应力腐蚀断裂。
（3）温度对钻具失效也存在着不可忽视的影响。
1）由于环境温度过低，材料的冲击力值严重下降，易引起冷脆断裂。
2）随着井下温度的升高，腐蚀速度将加快，另外某些钻井液处理剂在高温下会分解，产生H2S、CO2、O2等，加快了对钻具的腐蚀。
3）在井下高温下，螺纹密封脂的性能下降，尤其是低温和减磨金属含量少的密封脂，将导致丝扣和台阶性能下降。
4）低温状态下钻具按规定的上扣扭矩，在井底高温环境下，金属膨胀造成丝扣根部应力集中。
（4）其它环境因素。
如风沙，沙漠钻井中风沙的影响也不容忽视。
接头丝扣和密封台阶涂有密封脂极易粘附沙粒，在上卸扣时产生磨料磨损，接头丝扣的连接和台阶密封将受到影响。
1.3 力学因素
石油钻具在井下钻进过程中不仅与腐蚀性介质直接接触，同时还承受拉伸、弯曲、挤压等复杂应力的作用，其苛刻的工作环境直接影响井下钻柱寿命的长短。
1.4 其它因素
此类因素包括钻具搭配以及管理与使用，是指钻具在下入井前的一切操作与管理。
主要有：产品在运输、存放或使用中因外力造成的机械损伤；钻具存放期间无防腐措施；钻具组合结构不合理；钻具下井前不进行无损探伤，使用中也很少探伤等；不遵守钻井操作规程（包括钻具过载、钻具上扣不到位、钻具选型及配合不合理）。
2 井下环境中钻具的失效机理
2.1 电化学腐蚀
当金属与电解质溶液接触时，由于发生电化学作用（即产生原电池）而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。
2.2 腐蚀疲劳
腐蚀疲劳是设备受交变应力和腐蚀环境双重作用下所产生的一种破坏形式。
由于腐蚀加疲劳会加速裂纹的形成和扩展，它比其中任一种单独作用要严重得多。
3 预防措施探讨
3.1 合理设计钻具、降低服役载荷及应力
（1）在选择钻柱外径尺寸时，应尽可能选用大直径钻具，这样可增大钻柱刚度，减少钻杆弯曲。
（2）在设计钻具组合时，应该使相邻的钻具外径尺寸变化不大，如选用塔式钻具结构，相邻钻具外径逐渐变化，并且在钻杆和底部钻具组合之间加上加重钻杆等。
（3）正确选用螺纹规格和型式，使内、外螺纹接头的弯曲强度恰当配合。
（4）根据钻具负荷采用内平钻杆，推广内加厚结构改进型的新钻杆。
（5）降低应力集中就是要避免在钻具各部位几何形状改变过于突然，或在这些部位加工应力分散结构。
如在螺纹接头上加工应力减轻结构，改进制造工艺使钻杆内加厚过渡处平滑，加工钻具时避免尖锐刀痕等。
3.2 使用合理的钻具结构和钻井参数
采取有效措施，改善钻具的工作状态。
及时调整钻头的型号和钻井参数，要避免井下钻柱蹩跳钻及钻具共振的产生。
钻压要避免钻杆受压导致的钻具屈曲，发生偏磨等。
合理设计钻具组合，钻铤的重量要足够，防止中和点落在钻杆上导致紧挨钻铤的几根钻杆受压发生早期疲劳破坏。
在钻杆上加减振器和悬浮器，减轻钻具的纵向震动，防止钻具轴向受力中和点的上下移动。
使用加重钻杆，改变下部钻杆受力状态，减小因截面突变产生的较大应力。
采用稳定器以防钻具的弯曲。
3.3 科学合理的使用钻具
（1）钻具组合时要充分考虑钻具整体的刚度平滑过渡，避免刚度突变点，如加重钻杆的使用。
（2）尽量采用大尺寸的钻杆，改善钻杆受力的同时可有效增加处理钻具事故的能力。
（3）注意泵压变化，及时发现钻具刺漏，减小钻具断裂事故。
（4）定期倒换钻具在钻柱中的位置，改善钻具的受力情况。
（5）重视钻杆接头喷焊耐磨带，每2口井喷焊一次，防钻具磨损。
3.4改善工作环境
通过改善钻具与钻井液接触的工作环境可适当提高钻具使用寿命。
（1）优化钻井液性能，加强钻井液管理。
钻井液中增加润滑剂和缓蚀剂，把钻井液的pH值控制在10～11之间，延长钻具使用寿命。
（2）推广使用内涂层钻杆。
3.5 减小连接螺纹疲劳失效或改进螺纹连接强度
（1）正确进行螺纹联结，特别是控制螺纹密封脂摩擦系数，并按标准达到上扣扭矩。
（2）对大井眼或蹩跳钻严重地层，提高密封脂摩擦系数，并同时提高上扣扭矩，可有效防止螺纹疲劳失效。
（3）根据井眼的大小合理选择钻铤尺寸，大井眼小钻铤会诱发钻具的横向振动，加剧交变应力水平。
（4）根据不同规格的钻铤，在扣型设计上采用合理的弯曲强度比。
设计新型螺纹，提高联结强度。
（5）在连接螺纹消失处的应力严重集中附近加工卸载槽。
API钻铤在连接螺纹消失处加工有应力卸载槽，以减小该处的严重应力集中。
（6）选择最佳紧扣扭矩。
（7）推荐使用预紧扭矩旋接钻具接头。
3.6 改变传统方法，采用新式钻井方法
在定向井的施工中，如果在定向造斜之后采取转盘钻进，由于钻杆在弯曲的井眼内承受复合应力的作用，随着水平位移的不断增大，钻具承受的扭矩不断增加，对钻具的损坏必然很严重，而采用长效螺杆钻具带动钻头钻进，无论水平位移多大，由于钻杆在井内不旋转，钻杆在弯曲的井眼内不受复合应力的作用。
3.7 降低摩阻和扭矩
（1）采用最优的井深剖面和优化井深结构。
理论研究证明，造斜段采用悬链线式井深剖面可以有效地减少摩阻和扭矩。
在优化井深结构方面，选择合适的造斜率，在满足地质要求的前提下，尽量减小造斜率，降低钻杆的弯曲程度。
（2）优化钻井液体系。
使用适合于大位移井、水平井的优质钻井液，使钻井液具有良好的携岩能力、抑制性和润滑性，保证井眼稳定、畅通。