《《某井钻柱强度校核_》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《某井钻柱强度校核_》-公开DOC·毕业论文（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西安石油大学毕业设计（论文）某井钻柱强度校核 摘 要：由于某井是一口5110米的深井水平井，水平位移680米，水平段距离380米。在钻井过程中不可避免地要遇到卡钻、弊钻、处理事故等过扭矩操作。因此钻杆的抗扭强度是关键参数。钻杆接头的抗扭强度是一个多变量函数，这些变量包括钢材强度、接头尺寸、螺纹形式、导程、锥度以及配合面螺纹或台肩的预紧力及摩擦系数等。钻杆接头的外径和内径，在一定程度上决定了接头的抗扭强度，对钻杆的抗扭强度进行校核，保证管体的抗扭屈服强度。钻杆的结构设计决定了钻杆的性能，在同样材料，同样工况，钻杆外径相同的情况下，不同结构尺寸的钻杆所表现出的性能也不一样，因此，通过对钻杆结构设计
2、进行强度计算和校核不仅仅有着实际应用的意义，更可以从另一种角度，例如结合钻杆失效等问题，来探索研究更合理的钻杆结构设计，本文依据API给出的标准，在前人研究结果的基础上，对某厂的S135钻杆进行理化性能分析和结构设计的强度计算与校核。 目前在钻杆的使用中,失效问题是钻杆研究中的重要课题,基于钻杆的失效分析,从失效的角度来分析优化钻杆在结构设计上应注意的问题,为今后的钻杆结构设计提出一些理论依据。具体内容如下：1. 油田钻具失效现状调研； 2. 某公司 S135 钻杆材料理化性能分析； 3. 某公司 S135 钻杆强度分析计算； 关键词：钻柱；强度计算；设计；校核；钻具失效A well dril
3、ling column strength checkAbstract: Due to a well of 5110 is an one mouthful of horizontal Wells rice. Horizontal displacement is 680 meters. Horizontal distance is 3.8 meters. In drilling process, accident treatment and disadvantages will be inevitably stucked, such as torque operation. Therefore p
4、ipe wrest resistant strength is the key parameters. Drill pipe joints wrest resistant intensity is a multivariate function. These variables include steel strength, connector size, thread form, palpitation, taper and surface thread or pre-tightening force and friction coefficient, etc. Drill pipe dia
5、meter and inner fittings, in certain extent determine the joints of drill pipe wrest resistant intensity. The intensity checking wrest resistant ensure the hose body wrest resistant yield strength. Pipe structure design decision was designed. Simulated performance, in the same materials , conditions
6、 ,and pipe diameter in the same case, different structure size of drill pipe showed what performance is not the same. Therefore, through the structure design of drill pipe calculated and checked the strength that is not just the meaning of practical application. For example, with the pipe failure to
7、 explore more reasonable drill pipe research, which is based on the structure design are given in the standard API, based on the results of previous studies. The S135 of a factory for drill physical-chemical properties of the analysis and structural design strength calculation and checking. To drill
8、 pipe structure design, currently has a decisive impact performance in use of pipe. Failure is an important subject in the research of drill pipe, which is based on the drill pipe failure analysis that from the perspective of failure in the structural design optimization drill problems that should b
9、e paid attention to on the drill pipe structure, in order to put forward some theoretical basis for design . Specific content as follows :1. Oilfield drilling tools failure situation investigation; 2. A company S135 pipe materials; chemical performance analysis; 3. A company S135 pipe strength calcu
10、lation and analysis ;keyword: drill column, Strength calculation, Design, Check, Drilling tools, failure目 录绪论11. 课题的意义12. 国内外研究现状21 钻柱51.1 钻柱的工作状态51.2 钻柱的受力分析81.3 钻井过程中各种应力的计算111.3.1 钻柱轴向应力的计算111.3.2 钻柱下部压力（Compressive stress）的计算141.3.3 钻柱剪应力（Shear stress）的计算151.3.4 钻柱弯曲应力（Bending stress）的计算171.3.5
11、钻柱抗挤（collapse Resistance）计算192 钻具失效现状及分析232.1 钻具主要失效类型232.2.1 过量变形232.2.2 断裂232.2.3 表面损伤242.2 钻具失效的原因252.3 预防钻具失效的措施探讨263 某公司S135钻杆理化性能分析283.1 管体化学成分283.2 接头化学成分283.3 管体、加厚对焊区的机械性能283.4 工具接头的机械性能294 某公司 S135 钻杆强度分析计算304.1 钻杆抗拉强度计算304.2 钻杆抗扭屈服强度计算314.2.1 钻杆管体的抗扭强度关314.2.2 旋接接头扭矩计算334.3 钻杆抗挤强度计算344.3.
12、1 屈服强度挤毁压力计算公式344.3.2 塑性挤毁压力公式354.3.3 过渡挤毁压力公式374.3.4 弹性挤毁压力公式384.4 钻杆抗内压强度计算404.5 对焊区的强度计算404.5.1 对焊区抗拉强度的计算404.5.2 对焊区抗扭强度的计算414.5.3 对焊区抗挤毁强度的计算414.5.4 对焊区抗内压强度计算414.6 某水平井钻柱设计424.6.1 一开钻具组合424.6.2 二开钻具组合424.6.3 三开钻具组合424.6.4 四开钻具组合434.7 钻具强度校核434.7.1 抗拉强度校核434.7.2 抗扭强度校核434.8 校核结果455 总结46参考文献47致
13、谢49II绪论1. 课题的意义我的毕业设计题目是某井钻柱的强度校核，研究此题目的意义在于阐述保证钻柱使用前满足某井对其的性能的要求，在钻井时，能保证安全生产的前提下能顺利完成钻井作业，并能适应某井所处的特殊的地况，并能帮助工作人员完成其他各种井下作业。石油勘探是一个高风险、高投入、高难度的行业。一口井的成本一般高达数十万至上千万元人民币。钻柱是钻井过程中，主要的钻井工具之一，它是连通地下与地面的枢纽，转盘钻井时，靠它来传递破碎岩石所需的能量，给井底施加钻压，以及循环钻井液等。在井下动力钻井时，井下动力钻具是用钻柱送到井底并靠它来承受反扭矩，同时钻头和动力钻具所需的液体能量也是通过钻柱输送到井底
14、的，在钻井过程中，钻头的工作，甚至井下地层的各种变化，往往是通过钻柱及各种仪表才能反映到地面上来。合理的钻井技术参数及其他措施，也只能在正确使用钻柱的条件下才能实现。除了正常钻井以外，钻井过程中的其他各种作业，如取心，处理井下各种复杂情况，地层测试，挤水泥，打捞落物等都是依靠钻柱进行的。随着钻井深度的增加和钻井工程技术的不断发展，人们对钻柱的结构和性能要求越来越高。几千米甚至上万米的钻柱，在井下的工作条件十分恶劣，它往往是钻井设备与工具中的薄弱环节。钻柱的脱扣，刺漏及扭断事故是常见的钻井事故，并常导致复杂的井下情况。因此，根据钻柱在井下的工作条件及工艺要求，合理的设计钻柱和使用钻柱，对于预防钻
15、具事故和一口井施工的成败，实现快速优质钻井及顺利完成各种井下作业等，都具有十分重要的意义。在深井、 超深井及复杂地质环境条件下钻井 ,经常发生钻具失效事故 ,仅四川川东地区在 19961997 年间就发生了 303 次钻具井下断裂事故 ,其中螺纹断裂占 36 % ,钻具本体断裂占 11 % ,螺纹刺漏和钻具刺漏占了 53 %。20012003 年 ,塔里木有21 口井钻杆失效共 89 次 ,造成了严重的经济损失。因此针对钻杆失效原因进行的研究很多 ,有报道认为失效原因是氯离子浓度高 ,加速氧腐蚀 ,造成纯腐蚀穿孔。也有报道 S135 钻杆失效是由于内壁发生严重 H2S 腐蚀和氧腐蚀 ,外壁是由氧腐蚀造成的。还有研究表明钻杆失效原因为高温条件下酸性地层盐水的电化学腐蚀和地层砂子撞击钻具使氧化膜脱落造成的冲蚀。怎样避免类似情况的发生？这就引出了失效分析及预防的问题！如果正确应用已有的技术进行失效预防，相信肯定能够避免大量损失。由钻柱的受力分析可知，不论是在起下钻还是在正常钻进时，经常作用于钻杆且数值较大的力是拉力。而且，井越深，钻杆柱越长，钻杆柱上部受到的拉力越大。
