姜伟

(中国海洋石油总公司)

海上钻具失效的力学特性分析及应用*

姜伟

(中国海洋石油总公司)

针对海上钻井钻具失效问题，采用莫尔圆、第四强度理论及能量守恒原理建立了钻具在拉伸及蹩停动载条件下的扭矩计算方法，并进行了实例分析。结果表明，钻具在拉伸载荷或扭矩的作用下更容易失效。本文成果可为海上钻井参数选取和现场操作提供参考。

海上钻具失效扭矩计算实例分析

“十一五”期间，中国海油实现了海上5 000万吨油当量的产能，随着产量的增加，海上钻完井工作量也大幅攀升，特别是海上油田开发中大量采用丛式井、定向井，这对钻井装备和钻井技术提出了更高的要求，也对海上钻井作业效率和成本的控制提出了更高的要求［1-3］。

近年来，中国海油随着钻井工作量增大，钻井类型也日趋复杂，不但增加了钻井作业的难度，同时也对钻具提出了更高的要求。“十一五”期间中国海油在钻具上的技术管理有三大特点:一是钻具钢级提高了，普遍采用了S135钢级的钻杆;二是随着钻机能力的提升，大量采用了φ139.7 mm钻杆;三是优化了钻井参数，大批量高转速和钻压的配合使得钻井机械转速得到了明显提高。但是，近年来的钻具失效事故也在增加，主要集中在工作量大的渤海地区，井的类型主要集中在开发井和调整井这两大类，并且主要集中在3 000～4 500 m的中深井。由于钻具失效事故不但危及井下安全，同时造成处理事故的额外费用，因此研究钻具失效事故发生的原因，提出预防措施和解决的办法，对于保证井下安全，提高作业效率，控制钻井成本都具有十分重要的现实意义。……