陈长青，刘 聪，钱 强

（渤海装备第一机械厂，河北 青县062658）

1 钻杆断裂概况

在新疆某油田进行钻井作业时，钻井使用的Φ139.7 mm×10.54 mm、S135钢级钻杆发生管体断裂失效。失效为一口垂直井，设计井深6 270 m。

该钻杆失效过程为：当天11∶55二开钻进至4 696.27 m时钻杆管体断裂，在钻进过程中发现泵压升高，随后司钻停泵，此时泵压仍然达到了10 MPa，然后司钻上提钻具，上提方钻杆往下第一根钻杆母接头端面出转盘面2.5 m时，司钻摘气门刹车，钻具突然从距钻杆内螺纹台肩面2.65 m处断裂，12∶00～17∶00 组装卡瓦打捞筒打捞，17∶00～18∶00组装打捞筒打捞成功。

钻杆管体断裂时钻井参数：钻进井段4 690～4 696 m，层位为K1s层，钻进时钻压40 kN，转速50 r/min，泵压19 MPa。

钻杆管体断裂时钻井泥浆性能参数：密度1.25 g/cm3，漏斗粘度 52 s，塑粘 16 MPa·s，动切力 4 Pa， 静切力 3～7 Pa， 失水 4 mL， 固含0.3%，pH值9.5。

钻杆管体断裂时钻具组合：Φ250.88 mm×0.41 m PDC+Φ197 mm×8.78 m螺杆+Φ177.8 mm×8.96 m DC+Φ250 mm×1.88 m扶正器+Φ177.8 mm×44.97 m（5 根 DC）+ Φ158.8 mm DC×160.98 m（18根）+转换接头×6.42 m+ Φ127 mm HWDP×55.45 m+ Φ127 mm S135 DP×1 922.65 mm（199 根）+Φ139.7 mm S135 DP×2 471.49 mm（256根）。

钻杆是石油钻井中的重要工具，其失效形式有刺穿、断裂、腐蚀等[1－3]，导致失效产生的原因多种多样[4－11]。为了查明钻杆管体断裂原因，对断裂的钻杆管体进行取样，对样品进行分析研究。

2 断裂失效分析

2.1 宏观分析

钻杆断口宏观形貌如图1～图3所示，尺寸测量结果见表1。该断口呈刀刃形，断面与管壁呈45°倾斜夹角。断口附近存在明显的缩颈，断口处平均直径缩减至130 mm，平均壁厚缩减至8.33 mm。断口附近的内涂层亦存在多条周向裂纹，均与断口方向平行，说明断口断裂前发生了明显的塑性变形。外壁可见若干点蚀坑，蚀坑直径1～3 mm，蚀坑深度约0.5 mm。

图1 断口宏观形貌

图2 内涂层存在的周向裂纹