Експрес-оцінювання умов руйнування елементів експлуатованих труб бурильних колон під час спуско-підіймальних операцій

Abstract

Тривалість спуско-підіймальних операцій у процесі буріння глибоких свердловин складає до 60 % від загального виробничого часу. Експериментально оцінено силовий критерій руйнування металу бурильних труб і замків та визначено умови, за яких під час спуско-підіймальних операцій можливе руйнування елементів експлуатованих бурильних труб, що містить зовнішню або внутрішню поперечну кільцеву тріщину. Крім того, визначено додаткову умову руйнування елементів експлуатованих бурильних труб за менших від критичного коефіцієнта інтенсивності напружень значень – характеристичну глибину зовнішньої або внутрішньої поперечної кільцевої тріщини, оскільки із незначним збільшенням глибини цієї тріщини коефіцієнт інтенсивності напружень у її вершині швидко зростає до критичних значень металу труб бурильної колони. Встановлено взаємозв’язок критичних і характеристичних глибин зовнішньої або внутрішньої поперечних кільцевих тріщин у бурильних трубах та замках із вагою бурильної колони. Показано, що внутрішні поперечні кільцеві тріщини під час спуско-підіймальних операцій бурильних колон на глибинах понад 2 км є більш небезпечними, ніж зовнішні, тоді як в інтервалі глибин від 1 км до 2 км більш небезпечними є зовнішні поперечні кільцеві тріщини. Запропоновано експрес-оцінювання умов руйнування елементів експлуатованих бурильних труб, яка дає можливість інтерпретувати результати їх технічного діагностування.Duration of trips in the process of deep holes drilling accounts for up to 60% of the total production time. Experimentally evaluated is the power criterion of drill pipes and tool Jc K joints metal destruction and defined were conditions under which during trips possible is the failure of operated drill pipe elements containing external or internal circumferent ial transverse crack. Also, it was determined an additional condition of operated drill pipes elements failure for less than the critical stress intensity factor values - the characteristic depth of external or internal transverse annular crack because with a slight increase in depth of the crack the stress intensity factor at its top quickly rises to critical values Jc K of the drill pipe metal. The interrelation of critical and characteristic depths of external or internal circumferential transverse cracks in drill pipes and tool joints with the drill string weight was determined. It is shown that the internal circumferential transverse cracks during drilling string trips are more dangerous at depths exceeding 2 km than external ones whereas in the depth interval from 1 km to 2 km the external transverse annular cracks are more dangerous. The express-evaluation of conditions of operated drill pipe elements failure is suggested which enables interpreting the results of their technical diagnostics.