交變應力和腐蝕交互作用下鉆柱失效機理研究.pdf

1、目前關(guān)于鉆柱失效機理的研究多從力學角度入手，研究鉆柱的疲勞失效。然而現(xiàn)場調(diào)查表明，鉆柱失效往往發(fā)生在很短的時間內(nèi)，其壽命遠遠低于其疲勞壽命，這說明還存在影響鉆柱壽命的其它因素。對現(xiàn)場鉆柱解剖分析發(fā)現(xiàn)，鉆柱的內(nèi)外表面通常存在腐蝕痕跡，這也說明了腐蝕是造成鉆柱失效的一個重要原因。鉆柱在井下的工作狀態(tài)是復雜的，常常是多種因素交織在一起的，在鉆井過程中，鉆柱在溶解了氧、硫化氫及各種鹽類的鉆井液中作復雜運動，不可避免的受到它們的腐蝕作用，同時還要

2、受到彎曲、扭轉(zhuǎn)等交變應力作用。因此本文認為交變應力和腐蝕的交互作用是造成鉆柱失效最主要的原因。 通過研究在鉆柱交變應力和腐蝕的交互作用下的機理發(fā)現(xiàn)，腐蝕疲勞裂紋源與鉆桿內(nèi)壁蝕坑對應，蝕坑萌生裂紋造成鉆柱失效，鉆柱腐蝕疲勞破壞過程歸結(jié)為：新鉆桿—蝕坑形成及裂紋萌生—裂紋擴展—刺穿和斷裂。在此基礎(chǔ)上建立了鉆柱在交變應力和腐蝕交互作用下的理論模型。模型認為：裂紋起源于蝕坑，加載時，當合成應力超過臨界斷裂應力，裂紋向前擴展，產(chǎn)生裸露新鮮