复杂结构井用高钢级钻杆安全韧性判据的研究

摘要

随着定向井、丛式井、大位移井等复杂先进钻井技术的推广应用,高钢级钻杆大量使用.统计分析发现,复杂结构井用高钢级钻杆在使用过程中出现了大量“平直刺穿”和断裂失效事故,裂纹的稳定扩展长度约为60-80mm.本文提出了复杂结构井用高钢级钻杆“刺而不断”的失效模式,并推导出钻杆发生“刺而不断”的材料冲击功计算公式.计算结果表明,钻杆材料的冲击功要求值随钻杆断裂临界裂纹长度的增加而增加,随钻杆强度钢级的增加而增加,与钻杆所承受的应力载荷比的平方成正比例增加.以43J作为冲击功指标要求已不能满足复杂结构井使用的G105和S135钢级钻杆的韧性要求,为了保证钻杆“刺而不断”,钻杆的冲击功要求值应在100J左右.