钻具标准及失效讲解
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
附：钻具报废技术标准
附：钻具报废技术标准钻具报废技术标准1．引用标准SY/T5369 -94 石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻铤SY/T5956-2004 钻具报废技术规定2．钻具报废标准2.1钻杆钻杆有下列情况之一，应报废或停止使用：（1）本体折断。
（2）本体刺穿。
（3）本体胀裂。
（4）本体扭曲或严重弯曲，经过校直仍无法达到表1允许的直线度。
（5）水眼堵塞，无法通开。
（6）被火烧过，经过检验发现材质变化。
（7）经过无损探伤发现有疲劳裂纹。
（8）两端加厚部分的任一端有效长度不足50mm。
（9）钻杆管体磨伤报废规定，见表2。
（10）钻杆接头体长度小于表3规定的最小长度，应报废或停止使用。
表3 钻杆接头体外径mm备注：不包括耐磨带长度2.2钻铤钻铤有下列情况之一时应予报废：（1）弯曲，经过校直仍无法达到表4允许的直线度。
（2）水眼堵塞，无法通开。
（3）本体有夹层，无法切除。
（4）本体伤痕超过表5允许深度。
（5）均匀磨损或偏磨后外径小于表5规定值。
（6）经过多次修复的钻铤，全长小于8m。
表4：钻铤允许直线度表5：常用钻铤极限尺寸参数2.3方钻杆方钻杆有下列情况之一时应予报废：（1）本体表面有裂纹、结疤、剥层、凹痕。
（2）本体弯曲，经过校直仍无法达到表5的直线度。
（3）折断，本体刺穿。
（4）表面磨损后，公称尺寸大于或等于133mm的方钻杆其对边宽度减小量大于12mm，公称尺寸小于或等于108mm的方钻杆其对边宽度减少量大于8mm。
（6）经过无损探伤有疲劳裂纹的。
（7）水眼堵塞，无法通开。
（8）方钻杆扭曲，用表6相应尺寸的方钻杆套筒量规通不过。
（9）方钻杆接头外径限定尺寸小于表7规定。
表5：方钻杆允许直线度表6：方钻杆套筒量规尺寸表7：方钻杆接头外径限定尺寸2.4钻具报废符号画法在确定钻具报废的位置用红色油漆画出尺寸为200mm×80mm的报废符号，如下图所示：钻具报废符号。
钻具常见失效形式
钻具常见失效形式钻具是石油勘探开发中不可或缺的工具，对于钻探工程来说，钻具的质量和使用寿命直接影响到钻井的效率和成本。
由于石油勘探开发工况的复杂性和钻井作业的多变性，钻具在使用过程中往往会出现各种各样的失效形式。
了解钻具常见失效形式，可以帮助钻井工程师及时发现和解决问题，确保钻具的安全和持久使用。
1. 磨损磨损是钻具常见的失效形式之一，主要包括表面磨损和结构磨损。
表面磨损是指钻具外表面由于与地层岩石的摩擦而导致的表面磨损，主要表现为钻头表面的磨损、钻杆外皮的磨损等。
结构磨损是指钻具内部结构件的磨损，主要包括钻头内部切削结构、连接螺纹等的磨损。
磨损会导致钻具的使用寿命缩短，降低钻井效率，甚至引起严重事故。
2. 疲劳钻具在钻井作业中长时间遭受重复的受载作用，往往会引起材料的疲劳损伤。
疲劳是指在受循环加载下，材料的损伤逐渐积累而最终导致断裂的一种失效形式。
在钻具中，主要表现为钻杆和钻头的疲劳断裂。
由于疲劳断裂的失效形式隐蔽性强，一旦发生可能会造成严重的事故。
在钻井作业中，必须对钻具进行严格的疲劳监测和检测。
3. 腐蚀腐蚀是指钻具在工作液的作用下，材料表面的化学腐蚀或者局部腐蚀而引起的失效形式。
在钻井作业中，作业液中的化学物质和地层岩石中的化学物质会对钻具造成不同程度的腐蚀。
腐蚀会降低钻具的强度和韧性，加快钻具的失效速度。
对于钻具的材料选择和表面处理，必须考虑到腐蚀的影响。
4. 硬件故障硬件故障是指钻具中各种机械连接件、密封件、润滑件等的故障失效。
在钻具中，涉及到大量的机械连接和密封，因此硬件故障是钻具常见的失效形式之一。
硬件故障可能会引起润滑不良、连接螺纹断裂、密封失效等问题，严重影响钻井作业的安全和效率。
5. 裂纹裂纹是指钻具中材料内部或者表面的裂纹。
裂纹可能是由于制造过程中的缺陷、运输过程中的损伤以及工作过程中的受载损伤而引起。
裂纹引起的失效形式主要表现为断裂、塑性变形失效等。
对于裂纹的监测和检测是保障钻具使用安全和延长使用寿命的重要手段。
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随着石油工业的发展，油田钻具的需求量不断增加。
由于工作环境的特殊性和工作强度的增加，油田钻具的失效问题成为制约油田钻井效率和安全生产的重要因素。
为了有效预防油田钻具失效，提高钻井作业的安全性和效率，对油田钻具失效原因进行分析，研究相应的控制措施显得尤为重要。
一、油田钻具失效原因分析油田钻具失效是指在油田钻井作业中，钻具因受到外部或内部原因影响，导致其性能或功能丧失，无法继续使用或达到预期效果的现象。
钻具失效的原因主要包括以下几个方面：1. 腐蚀油田钻具在使用过程中常常接触到高盐度的地下水、油气等介质，这些介质中的氧化物、硫化物等成分会对钻具材料产生腐蚀作用，加速钻具的老化和损坏。
2. 磨损钻井作业现场的地质条件多变，地下岩层的硬度和结构不一，油田钻具在与岩层接触摩擦过程中容易产生磨损，导致钻具的表面质量下降，甚至失去使用价值。
3. 疲劳油田钻井作业需要持续高强度的冲击和扭转力，长时间的工作状态容易使钻具受到疲劳损伤，导致材料出现微裂纹，最终引起失效。
4. 灼烧在高温高压环境下，油田钻井作业会引起钻具部分区域的受热，导致钻具表面温度过高，造成钻具的部分材料灼烧，降低钻具的使用寿命。
5. 设计缺陷有些油田钻具的设计结构、材料选择等存在缺陷，使用过程中容易产生应力集中、磨损加剧等问题，进而引发失效。
6. 错误操作在钻井作业过程中，如果操作不当，例如冲凿过程中过大的冲凿力或者转动速度等，会对钻具造成不可逆损伤，导致失效。
二、油田钻具失效控制措施研究为了有效控制油田钻具的失效问题，减少对油田钻井作业的影响，需要采取以下一些措施：1. 材料选择钻具材料的选择是减少钻具失效的重要手段。
要选择抗腐蚀性能好、抗磨性能高、抗疲劳性能优秀的特种合金钢或复合材料，以提高钻具的使用寿命。
2. 表面处理通过表面处理技术，如热处理、涂层等，提高钻具的表面硬度和耐磨性，延长钻具的使用寿命。
对钻具进行防腐蚀处理，减少腐蚀对钻具的影响。
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。
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。
钻具失效分析
钻具失效分析钻具失效分析一、失效分析概论1、失效的定义部件或零件处于下列状态之一时:, 完全不能工作;, 可以工作，但功能效果不能令人满意;, 受到严重损伤，可靠性、安全性受到影响。
2、失效的过程与分类过程:损伤萌生------积累扩展------破坏。
分类:疲劳破裂失效---------过程比较长，发展速度比较缓慢;解理断裂失效---------过程短，速度快。
3、失效分析的意义失效分析———按一定的思路和方法判断失效性质、分析失效原因、研究失效事故处理方法和预防措施的技术活动及管理活动。
意义有:, 减少和预防同类失效现象重复发生;, 为技术开发、技术管理、技术改造和进步提供信息、方向、方法和途径;, 为事故责任认定提供科学的技术依据;, 是质量管理中重要组成部分。
4、失效分析的基本思路, 对具体服役条件下的零部件进行具体分析，从中找出主要的失效形式及主要失效抗力指标;, 运用金属学、材料强度学和断裂物理、化学、力学的研究成果，深入分析各种失效现象的本质，揭示失效机理。
, 在对零部件力学条件、环境条件、产品质量和使用情况进行综合分析1基础上，确定造成失效的原因。
, 研究失效抗力指标与材料因素、工艺因素、结构因素、载荷与环境及使用因素的关系，提出预防失效再发生的措施。
5、失效分析的程序和步骤失效分析程序图:失效(故障)发生调查加工和服役历史现场调查及残骸分析初步观察分析无损检测分析宏观断口分析截取试样金相分析微观断口分析化学成分分析常规力学分析确定失效的性质综合分析确定失效的原因下步改进的措施2整个失效分析过程应重点抓着以下几个环节:(1) 收集失效件的背景数据。
主要包括加工制造历史、服役条件和服役历史。
(2) 失效件的外观检查。
包括:, 失效件的变形情况，有无镦粗、下陷、内孔扩大、弯曲、缩径、断面解理形状等;, 失效件表面的加工缺陷，如:焊疤、折叠、瘢痕、刮伤、刀痕、裂纹等。
, 断裂部位所在的位置，是否在键槽、尖角、凹坑等应力集中处。
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。
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钻进过程中钻柱受力
中和点及附近受力 钻柱上不受拉力又不受压力的位置称为 中和点。中和点将钻柱分为下部钻柱和 上部钻柱。 钻头在井底工作不稳定和不均匀送钻操 作，会使中和点移动。 中和点受交变载荷。
•API RP 7A1 旋转台肩接 头螺纹脂试验推荐作法
规定了钻具螺纹脂的材 料和试验方法。
API 标准级别
包含了绝大多数管材、工具的尺寸规格、
钢级，解决了互换性问题。 API 标准早，在全世界范围引用。 API 标准不是最高标准，油田应根据井 况制订订货补充技术条件。 API 标准没有包括所用的标准，有待我 们完善补充。
钻杆作用
提供从钻机到钻头的钻井
液通道，输送钻井液。 把地面动力（扭矩）传递 给钻头并给钻头加压。 起下钻头。
通过钻柱了解和观察钻头工
作情况、井眼情况和地层情 况。 进行取心、处理井下事故， 打捞落物，挤水泥等作业 对地层流体及压力情况进行 测试和评价。
加重钻杆 用于钻铤与钻杆过渡区，缓
井下有害气体对钻具使用寿命的
影响 H2S会导致钻具应力腐蚀开裂 CO2、泥浆里的溶解氧会加剧钻 具腐蚀。
井身结构 深井、定向井、水平井越
来越多。 在造斜段全角变化率（狗 腿度大），钻具受到很大 的弯曲载荷，很易发生疲 劳断裂和摩擦热裂纹。
钻井条件对钻具性能要求 尺寸精度高，特别是螺纹接头加
• API SPEC 7
旋转钻井设备规范
规定了从水龙头转换接头到钻头 的所有旋转钻井设备的尺寸规格（除 钻杆管体外）、螺纹接头类型及测量 方法、标准量规及测量方法、接头和 钻铤的机械性能。还包括小直径工作 管柱、转盘、轴系、钻井泵零部件、 水龙带和刹车块的尺寸要求。
• API RP 7G 钻井设备设 计和操作推荐作法
工精度高。 抗疲劳性能好。 耐磨，抗摩擦裂纹能力高。 抗粘扣性能好。
2 标准简介
• API 钻具标准
• API SPEC 5D 钻杆规范（ISO 11961-1996）
• API SPEC 7 旋转钻井设备规范
• API RP 7G 钻井设备
设计和操作推荐作法
• API SPEC 5D 钻杆规范 该规范内容包括所有 钢级的无缝钻杆管体及其 制造方法、化学成分和机 械性能要求、试验方法和 尺寸要求。
对钻杆韧性要求
API SPEC 5D-1999 21º C ≥ 54J ISO 11961-1996 21º C ≥ 54J API SPEC 7-1997 对接头无要求 SY/T 5290 -2000 - 20º C ≥ 54J ISO 11961（草案）含管体、接头、焊区 钻杆管体 1级 21º C ≥ 54J 2级 -20º C ≥ 41J 3级 -20º C ≥ 100J 接头（1~3级） -20º C ≥ 54J
粘扣原因
内外螺纹不匹配
表面处理质量差
螺纹脂质量差或有硬质异物 偏斜对扣
开始上扣时速度过快
钻具稳定器偏心脆断
钻铤外螺纹疲劳断裂
钻铤外螺纹断裂
加重钻杆螺纹刺漏
加重钻杆本体断裂
某厂生产的对焊式加重钻杆断裂情况
钻杆加厚过渡区刺穿
H2S导致钻杆应力腐蚀断裂
钻杆管体中部裂纹造成的刺漏
和两者弯曲刚度的变化，以 减少钻杆损坏。 在小井眼中代替钻铤，操作 方便。 在定向井中代替大部分钻铤， 以减少扭矩和粘卡钻等。
钻铤
给钻头提供钻压。
使下部钻具组合具有较大
刚度，使钻头工作稳定， 有利于克服井斜问题。
钻铤种类 圆柱钻铤 螺旋钻铤
螺旋钻铤 减少粘附卡钻的发生
丛式井
过载断裂
所加的载荷过大，超过了
构件或零件的承载能力。
脆性断裂
材料韧性差
有结构应力集中 突然断裂
疲劳断裂
交变载荷
较长时间运转 从薄弱环节断裂
H2S应力腐蚀开裂
拉应力 H2S
内螺纹接头胀大 钻铤弯曲强度比过小。
钻铤扣形选错（127mm NC38) 钻铤外径磨小 。 钻杆接头密封台肩宽度不足 (127mm钻杆接头DF=150.4mm) 井下扭矩过大。
3 钻具失效分析及预防
• 失效定义 • 失效分析 • 几种常见的钻具失效形式 • 钻具螺纹的载荷分布 • 钻具失效分析及预防
•失效的定义
美国《金属手册》认为，机械产品的零件 或部件处于下列3种状态之一时定义为失效： （1）当它不能完全工作时； （2)仍然可以工作，但已不能令人满意地实 现预期的功能时； （3)受到严重损伤不能可靠而安全地继续使 用，必须立即从产品或装备上拆下来进行修理 或更换时。
钻具标准、失效讲解
1、简要 介绍
钻具是下井工具的总称。 包括方钻杆、钻杆、加重钻杆、 钻铤、无磁钻铤、转换接头、 钻柱稳定器等。而将这些下井 工具连接起来组成的管串称为 钻柱。
钻柱是连通地面与地下的枢纽。钻井过程 中，地面动力的传递和钻井液的输送，依靠 钻柱来实现；地层的变化、井下的复杂情况 ，也可以通过钻柱反映到地面上来；此外钻 井过程中的其他作业，如取心、处理井下事 故、中途测试等都必须依靠钻柱来实现。钻 柱一旦出现事故，会带来巨大的经济损失。 因此管理好、使用好钻具在钻井过程中尤为 重要。
（1）对钻具接头螺纹进行滚压强化
（2）加工应力分散槽 （3）采用新型钻具螺纹 • 加强现场检验 （4）提高螺纹表面处理质量 （5）优化钻杆内螺纹接头水眼尺寸 （6）提高钻具材料韧性(钢级越高 需要匹配的韧性越高）
以∮127×9．19 mm IEU ，G 105钻杆为 例，其结构如图所示。其中，D=127 mm， d= 108.6 mm ，DOU= 131.8 mm ， dOU =90.5mm ，Leu =76.2mm，Leu +Meu =139.7mm， Liu =108，Miu=150mm，R=300mm。
钻杆内螺纹接头胀大
钻杆过渡区裂纹
钻杆18度处裂纹
钻杆接头磨损
钻杆接头偏磨
钻杆内涂层起泡
• 预防措施
• 及时对失效样品进 行分析，找出原因 • 全面推广数字接头 • 钻具结构突变位置 应选用B型接头
• 制订订货补充技术条件
• 实施驻厂质量监督 • 严格操作规程 • 加强现场检验
• 提高钻具质量
钻井参数对钻具使用寿命的影响 钻压
钻压过大，中和点易移到加重钻杆或 钻杆。 增加钻铤的弯曲载荷。 转速 转速过快钻柱在井眼摆动厉害，钻柱 受力情况恶化。
地层岩性对钻具使用寿命的
影响
硬地层使钻具磨损加剧，易产生
摩擦裂纹。容易发生跳钻、蹩钻 事故，使钻具受力条件更加苛刻。 蠕变地层容易导致卡钻事故。
规定了钻具的扭转性能、拉 伸性能、上扣扭矩、钻杆接头扭 转性能计算、钻杆分级和钻铤弯 曲强度比计算等。
SY/T
5144 钻铤 SY/T 5290 钻杆接头 GB 9253.1 石油钻杆接头螺纹 SY/T 5200 转换接头 SY/T5146 整体加重钻杆
SY/T5987
钻杆国外订货技术条件 它是把API 5D和API 7 合在一 起的国内标准，有些地方的技术 要求高于API标准 规定了管体、钻杆接头的技术要 求和试验方法及检验规则
下部钻柱受力 下部钻柱（钻铤）大部分重量施
加给钻头破碎岩石 扭矩 弯曲 磨损
上部钻柱受力 扭矩 中和点以上钻柱重量
井口钻柱断面上所受扭力和
拉力最大。
钻柱震动
纵向震动（跳钻）引起交变应力。
井底反扭矩引起扭转震动（蹩钻），
产生交变应力。
卡钻
活动钻具上提，易发生过载。
• 失效分析
通过对构件或零件的失效 残样形貌、成分、性能和 受力情况等进行综合分析， 有时需要做再现性试验， 最终推断出失效原因。
失效分析的任务
寻找失效原因，不断降低
产品或装备的失效率，提 高可靠性，防止重大失效 事故发生
• 几种常见的钻具失效形式
• 断裂 •过载断裂 • 脆性断裂 • 疲劳断裂 • H2S应力腐蚀开裂 • 内螺纹接头胀大 • 摩擦裂纹 • 粘扣 • 结构不合理导致失效
谢谢！
摩擦裂纹
钻具与井壁或套管摩擦。
瞬时产生大量摩擦热。
局部温度超过材料相变温度，
金相组织变化。 组织应力和热应力超过材料 破断强度。 产生摩擦裂纹。
粘扣 内外螺纹旋合摩擦干涉，表面温
度急剧上升，使内外螺纹表面发 生粘结。由于上卸扣内外螺纹有 相对位移，粘扣常伴有金属迁移。 一般粘扣属于粘着磨损。如果有 沙粒或铁屑等硬质颗粒，粘扣为 磨粒磨损和粘着磨损。