三棱钻杆的失效分析
发布时间:
2025-12-30
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三棱钻杆是尾部带有螺纹的钢管构件，核心作用是连接钻机地表设备与钻井底端的钻磨设备或底孔装置。其主要用途包括输送钻探泥浆至钻头，并配合钻头完成底孔装置的提升、下放及旋转操作。由于作业环境特殊，三棱钻杆需长期承受巨大的内外压力、扭转力、弯曲力及振动载荷，对自身结构强度与服役稳定性有着极高要求。
结合三棱钻杆的工作环境与受力特征，其主要失效形式可分为三类，分别为断裂、塑性变形（如弯曲）及螺纹扣严重磨损。其中，断裂是最为严重的失效形式，此类失效多发生于钻杆头部轴肩或螺纹应力集中区域——当钻杆承受较大扭转载荷与冲击载荷叠加作用时，易在薄弱部位引发断裂。断裂事故发生后，与钻杆连接的三牙钻头会因失去连接而滞留地层，无法取出。由于三牙钻头造价昂贵，此类失效将直接给用户造成显著的经济损失，同时可能影响钻井作业的正常推进，降低施工效率。
从失效诱因来看，三棱钻杆的断裂除受外部载荷影响外，还与自身制造工艺、热处理质量密切相关。例如，热处理过程中若回火温度过低，会导致钻杆硬度偏高、韧性不足，在交变载荷作用下易引发早期疲劳断裂；而焊接工艺不合理则可能导致焊缝区域出现冷缩裂纹，使该部位成为结构薄弱点，进而引发断裂失效。此外，特殊井况导致的受力不均、违规操作引发的过载冲击，以及作业后养护不当造成的腐蚀损伤，也会加速钻杆的失效进程，缩短其服役寿命。
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