交變應(yīng)力和腐蝕交互作用下鉆柱失效機(jī)理研究.pdf

1、目前關(guān)于鉆柱失效機(jī)理的研究多從力學(xué)角度入手，研究鉆柱的疲勞失效。然而現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，鉆柱失效往往發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi)，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其疲勞壽命，這說(shuō)明還存在影響鉆柱壽命的其它因素。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shuō)明了腐蝕是造成鉆柱失效的一個(gè)重要原因。鉆柱在井下的工作狀態(tài)是復(fù)雜的，常常是多種因素交織在一起的，在鉆井過(guò)程中，鉆柱在溶解了氧、硫化氫及各種鹽類的鉆井液中作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，不可避免的受到它們的腐蝕作用，同時(shí)還要

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