드릴 파이프 오류가 발생하는 이유는 무엇입니까?

드릴 파이프는 드릴 비트에 토크를 전달하는 벽이 두꺼운 속이 빈 배관 시스템입니다. 파이프는 심한 압력과 뒤틀림을 견디도록 제작됩니다. 최신 드릴 파이프는 튜빙, 상자 도구 조인트 또는 핀 도구 조인트로 만들어지며 석유 시추 장비에서 동력과 진흙을 전달하는 데 필수적인 도구입니다. 자주 사용되며 종종 교대 응력과 가혹한 마찰 조건 및 우물 벽과의 충돌에서 종종 전체 드릴링 도구의 약한 연결 고리가되며 균열, 천공 및 균열이 자주 발생합니다. 고장 분석은 드릴 파이프 고장의 유형, 원인 및 처리를 결정하여 드릴 파이프 설계 및 처리 기술을 개선하여 석유 시추 비용을 줄이는 중요한 단계입니다. 따라서, 드릴 파이프 제조업체, 드릴 파이프의 특정 요구 사항과 드릴 파이프의 고강도 및 신뢰성이 유전 산업에 어떻게 작용하는지 잘 알고 있어야 합니다. 이 문서에서는 드릴 스트링 실패의 주요 원인과 가장 일반적인 유형의 실패에 대해 설명합니다. 또한 드릴 파이프 고장이 널리 퍼진 이유도 설명합니다. 또한 두려운 실패를 피하는 방법을 설명합니다.

드릴 파이프의 환경 서비스 조건 분석에 따르면 드릴 파이프는 정적, 충격 및 대부분 교번 하중을 포함하여 복잡한 힘을 가지며 부식, 마모, 온도 및 압력의 영향을 받습니다. 주요 파손 모드는 과도한 변형, 파손 및 표면 손상으로 나눌 수 있습니다.

• 과도한 변형. 과도한 변형은 재료의 항복 한계를 초과하는 작동 응력으로 인해 발생합니다. 드릴 파이프 조인트에 하중이 가해지면 나사산 부분의 신장, 드릴 파이프 본체의 굽힘 및 비틀림이 발생합니다. 광범위한 소성 변형이 종종 나타나는 다른 유형의 드릴링 작업과 달리 피로 균열의 전파 속도는 매우 빠릅니다. 또한 드릴의 수명이 다할 때까지 파단의 원인을 식별하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다.
• 골절. 파손은 드릴 파이프 파손 사고의 많은 부분을 차지하며 피해가 심각합니다. 주로 과부하 파괴, 낮은 응력 취성, 응력 부식, 수소 취성 및 금속 피로를 포함합니다. 드릴 스트링 파손의 가장 일반적인 유형은 피로 파손입니다. 주기적인 하중으로 인해 반복되거나 변동하는 응력이 발생할 때 피로 파괴가 발생합니다. 이로 인해 균열, 분리 또는 붕괴가 발생할 수 있습니다. 여러 가지 요인이 드릴 파이프의 고장에 기여하지만 주요 원인은 금속 피로입니다. 응력 수준이 비정상적으로 높을 때 금속 피로가 발생합니다. 금속 피로 파손의 예는 구멍을 뚫기 전에 드릴 파이프에 토크가 부족한 경우입니다. 실패에 기여하는 또 다른 요인은 유정의 곡선 구간 동안 굽힘 하중의 역전입니다. 이런 일이 발생하면 파이프의 응력 분포가 왜곡되어 우물을 제어할 수 없게 됩니다.
• 표면 손상. 부식, 마모 및 기계적 손상을 포함합니다.

드릴 파이프의 작업 수명을 향상시키기 위해 가공 재료는 비틀림, 충격 및 굽힘 저항과 같은 우수한 기계적 특성을 가져야 합니다. 우수한 가공 기술과 표면 처리 방법을 채택하여 표면 품질을 개선하고 표면 응력 집중을 최대한 제거해야 합니다. 드릴 파이프의 재료는 일반적으로 내황성 재료, 알루미늄 합금 재료, 티타늄 합금 재료, 초 고강도 강 및 새로운 탄소 섬유 복합 재료 등입니다. 일반적으로 사용되는 드릴 파이프는 X95, G105, S135, SS2205 등. 대부분은 중간 탄소 합금 구조의 이음매 없는 강철 튜브입니다. 합금 원소는 재료의 인장 강도 및 충격 인성을 향상시키기 위해 Cr, Mo 및 기타 원소를 포함하고, 재료의 탄성(즉, 굽힘 성능)을 향상시키기 위해 Mn, Si 및 기타 원소를 포함해야 한다. 때로는 미량의 B, V 및 기타 요소를 포함하여 재료의 경화성을 향상시킵니다. 일반적으로 드릴 파이프에 사용되는 재료는 담금질 및 템퍼링되어 높은 항복 강도를 얻습니다.

또한 강관에서 가장 부식성이 강한 원소는 H2S입니다. 따라서 진흙 pH를 제어하고 부식성 제거제를 사용하고 부식을 최소화하면 파이프 고장을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 최적의 토크는 드릴 스트링이 파손되는 것을 방지하는 중요한 단계이지만 부적절하게 취급하면 동일한 문제가 발생할 수도 있습니다. 과도하게 조이면 과압이 형성되어 파이프가 붕괴될 수 있습니다. 드릴 파이프의 고장을 방지하는 좋은 방법은 적절한 취급 절차를 사용하는 것입니다.