ОЦІНКА ХАРАКТЕРИСТИК ОПОРУ ПОШИРЕННЯ КОРОЗІЙНО-ВТОМНИХ ТРІЩИН ТРИВАЛО ЕКСПЛУАТОВАНОГО МЕТАЛУ БУРИЛЬНИХ ТРУБ

Автор(и)

  • О. Ю. Витязь Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
  • Р. С. Грабовський Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

DOI:

https://doi.org/10.31471/2304-7399-2020-1(59)-111-122

Ключові слова:

бурильна труба,полімер калієвий буровий розчин, буровий розчин «Біо-кар», діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості, корозійно-втомні тріщини, коефіцієнт інтенсивності напружень., бурильна труба, полімер калієвий буровий розчин, буровий розчин «Біокар», діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості, корозійно-втомні тріщини, коефіцієнт інтенсивності напружень.

Анотація

Для тривало експлуатованого металу досліджуваних елементів бурильних колон (сталь 45, 36Г2С, 40ХН) визначено закономірності поширення корозійно-втомних тріщин при бурінні свердловин в корозійних середовищах – буровому розчині «Біокар», полімеркалієвому буровому розчині та на повітрі. За отриманими результатами експериментальних досліджень побудовані діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості для досліджуваних систем «метал – середовище». Визначено характеристики циклічної тріщиностійкості тривало експлуатованих металів елементів бурильних колон – значення констант (С та n) у степеневій залежності Паріса, а також значення порогового та критичного коефіцієнтів інтенсивності напружень. Кількісно оцінено вплив бурових промивальних розчинів на корозійну тріщиностійкість досліджуваних металів елементів бурильних колон. Зокрема у середовищі бурового розчину «Біокар» процес розвитку корозійно-втомної тріщини в досліджуваних металах елементів бурильних колон не значно, в діапазоні 1-5%, відрізняється від розвитку втомної тріщини на повітрі. Тоді як у середовищі полімеркалієвого бурового розчину швидкість розвитку корозійно-втомної тріщини в досліджуваних металах елементів бурильних колон суттєво, в діапазоні 15-35%, відрізняється від розвитку втомної тріщини на повітрі. Встановлено, що під впливом робочих навантажень процес розвитку корозійно-втомної тріщини у тривало експлуатованих елементах бурильних колон відбувається на понад 10% більш прискорено у середовищі промивального полімеркалієвого бурового розчину ніж у середовищі промивального бурового розчину «Біокар».

Посилання

Zamani, S.M. Failure analysis of drill pipe: A review /S.M. Zamani, S.A. Hassanzadeh-Tabrizi, H. Sharifi // Engineering Failure Analysis. – Jan 2016. – Vol. 59. – Р 605-623. – doi: 10.1016/j.engfailanal.2015.10.012.

Macdonald, K.A. Failure analysis of drillstrings. / K.A. Macdonald, J.V. Bjune // Engineering Failure Analysis. – 2007. – Vol. 14, Is. 8. – P 1641-1666. – doi:10.1016/j.engfailanal.2006.11.073.

Li F.P. Piecing Failure Analysis of Drill Pipe Upset / F.P. Li, Y.G.Liu, Y.Wang // Advanced Materials Research. –Aug. 2011. – Vol. 314-316. –Р. 1210-1213. – doi:10.1016/j.engfailanal.2011.06.018.

Lu S. Failure analysis of IEU drill pipe wash out / S. Lu, Y. Feng, F. Luo, C. Qin, X. Wang. // International Journal of Fatigue. – Dec. 2005. –Vol. 27. – Is. 10-12. – P. 1360-1365. https://doi:10.1016/j.ijfatigue.2005.07.012

Івасів В.М. Аналіз причин руйнування елементів бурильної колони / В.М. Івасів, Я.С. Гринджук, А.Р. Юрич // Технологический аудит и резервы производства. – 2014. – №6/4 (20). – С. 15-17.

Luo S. Effect of stress distribution on the tool joint failure of internal and external upset drill pipes / S. Luo, S. Wu // Materials and Design. – 2013. – Vol. 52. – Р 308-314. – doi.org/10.1016/j.matdes.2013.05.073.

Zhu X. Failure analysis and solution studies on drill pipe thread gluing at the exit side of horizontal directional drilling / X. Zhu, L. Dong, H. Tong // Engineering Failure Analysis. – 2013. – Vol. 33. – Р 251-264. – dx.doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.05.017.

Murthy G.V.S. Hardbanding failure in a heavy weight drill pipe / G.V.S. Murthy, G. Das, S.K. Das, N. Parveen, S.R. Singh // Engineering Failure Analysis. – 2011. – Vol. 18. – Р 1395-1402.

Механіка руйнування і міцність матеріалів: довідн. посіб. / за заг. ред. В.В. Панасюка. – Том 10: Міцність та довговічність нафтогазового обладнання / В.І. Похмурський, Є.І. Крижанівський, В.М. Івасів та ін. – Львів, Івано-Франківськ: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України; Івано-Франківський націон. техн. ун-т нафти і газу, 2006. – 1193 с.

Moradi S. Experimental and computational failure analysis of drill-strings / S. Moradi, K. Ranjbar // Engineering Failure Analysis. – 2009. – Vol. 16, Is. 3. –P. 923-933. – doi:10.1016/j.engfailanal.2008.08.019.

Артим В.І. Аналіз корозійно-втомних руйнувань елементів бурильної колони / В.І. Артим, І.І. Яциняк, В.В. Гриців [та ін.] // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2012. – № 2 (43). – С. 197-202.

Chandra D. Fatigue crack growth of a corner crack in a square prismatic bar under combined cyclic torsion-tension loading. / D. Chandra, J. Purbolaksono, Y. Nukman, H.L. Liew, S. Ramesh, M. Hamdi // International Journal of Fatigue. – 2014. – Vol. 64. – N 4 (July). – P. 67-73. –https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2014.02.021

Yu H. Experimental and numerical study on casing wear in a directional well under in situ stress for oil and gas drilling / H. Yu, Z. Lian, T. Lin, K. Zhu // – Journal of Natural Gas Science and Engineering – 2016. –V. 35. – P. 986-996. http://dx.doi.org/10.1016/j.jngse.2016.09.047

Bertini L. Fatigue crack growth behaviour of four structural steels in air and in a geothermal fluid environment / L. Bertini, P. Conti // International Journal of Fatigue – 1992. – Vol. 14. – N 2. – Р. 75-83.

Механика разрушения и прочность материалов: [справ. пособ. в 4-х т. / под общ. ред. В. В. Панасюка]. – К.: Наук. думка, 1988–1990.

Дмитрах І. М. Вплив корозійних середовищ на локальне руйнування металів біля концентраторів напружень / І. М. Дмитрах, В. В. Панасюк – Львів: Національна академія наук України. Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка. – 1999. – 341 с.

Грабовский Р. С. Установка для испытаний конструкционных материалов на циклическую коррозионную трещиностойкость / Р. С. Грабовский, И. Н. Дмытрах, Я. Н. Пукас [и др.] // Деп. ВИНИТИ № 67 68 – В 89 от 10.11.1989 г. – С. 8.

Лубан Ю. В. Біокар – безглиниста промивальна рідина для буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин та розкриття продуктивних горизонтів / Ю. В. Лубан, Я. В. Кунцяк, С. В. Лубан, О. А. Білека, Д. М. Круль, Я. І. Кулик // Нафтова і газова промисловість. – 2008. – № 4. – С. 18-21.

Лубан Ю. В. До питання кольматації проникних пластів під час використання безглинистих промивальних рідин / Ю. В. Лубан, Я. В. Кунцяк, С. В. Лубан, Я. І. Кулик // Нафтогазова галузь України. – 2013. – №4. – С. 10-14.

Кустурова О. В. Розробка і дослідження гуматно-біополімерного бурового розчину для буріння похило скерованих і горизонтальних свердловин на родовищах Дніпровсько-Донецької западини / О. В. Кустурова // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – 2005. – №1. – С. 16-21.

Кустурова О. В. Розробка гуматно-біополімерного бурового розчину з низьким вмістом твердої фази для буріння свердловин в умовах родовищ Дніпровсько-Донецької западини: дис. канд. техн. наук /

О. В. Кустурова – Івано-Франківськ. – 2007. – 146 с.

RiceJ.R. A Path Independent Integrl and the Approximate Analysis of Strain Concentration by Notches and Cracks /J.R. Rice// Joгrnal of Applid Mechanics. – 1968. – Vol. 35. – рр. 379-386.

Механіка руйнування і міцність матеріалів: довідн. посібник / під заг. ред. В. В. Панасюка. – Том 7: Надійність та довговічність елементів конструкцій теплоенергетичного устаткування / І. М. Дмитрах, А. Б. Вайнман, М. Г. Стащук, Л. Тот; під ред. І. М. Дмитраха. – К.: ВД “Академперіодика”, 2005. – 378 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-01-28

Як цитувати

Vytyaz О. Y. ., & Hrabovskyi, R. S. (2021). ОЦІНКА ХАРАКТЕРИСТИК ОПОРУ ПОШИРЕННЯ КОРОЗІЙНО-ВТОМНИХ ТРІЩИН ТРИВАЛО ЕКСПЛУАТОВАНОГО МЕТАЛУ БУРИЛЬНИХ ТРУБ. PRECARPATHIAN BULLETIN OF THE SHEVCHENKO SCIENTIFIC SOCIETY Number, (1(59), 111-122. https://doi.org/10.31471/2304-7399-2020-1(59)-111-122

Номер

Розділ

Нафтогазова справа