ФГАОУ ВО «НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Ю. Б. Сазонов, заведующий лабораторией, канд. техн. наук, эл. почта: u-sazonov@yandex.ru
А. А. Комиссаров, заведующий лабораторией, канд. техн. наук, эл. почта: komissarov@misis.ru
Д. Ю. Ожерелков, инженер, канд. техн. наук, эл. почта: d.ozherelkov@gmail.com
Д. В. Тен, аспирант, эл. почта: teden92@yandex.ru

Бурильные трубы в нефтяном промысле играют основную роль в добыче нефтепродуктов. Они являются ключевым звеном в бурильной установке, с помощью бурильных труб создается необходимое вращение и передается нагрузка режущему элементу (долоту), они также служат для подъема рабочих инструментов со дна скважины на поверхность. Основная функция бурильных труб — подача бурильного раствора, который охлаждает долото. Разрушение таких труб приводит к большим экономическим потерям, поэтому бурильные трубы должны обладать высоким качеством, в первую очередь по механическим свойствам. Настоящая работа посвящена исследованию причин аварийного разрушения стальных бурильных труб в процессе их эксплуатации при наличии в них повышенного уровня внутренних напряжений. В качестве основного способа оценки уровня остаточных внутренних напряжений предложен метод измерения ширины паза при продольном раскрытии кольцевых образцов, вырезанных из стенки тела бурильных труб. Метод отличается наглядностью и высокой экспрессностью получения результата. Повышенный уровень внутренних остаточных напряжений, суммируясь с внешними рабочими нагрузками при эксплуатации, приводит к значительному сокращению срока службы бурильных труб под действием механизма коррозионного растрескивания.

1. Chudyk I., Poberezhny L., Hrysachuk A., Poberezhna L. Corrosion of drill pipes in high mineralized produced water // Procedia Structural Integrity. 2019. Vol. 16. P. 260–264.
2. Zamani S. M., Hassanzadeh-Tabrizi S. A., Sharifi H. Failure analysis of drill pipe: A review // Engineering Failure Analysis. 2016. Vol. 59. P. 605–623.
3. Liu Y., Lian Zh., Lin T., Shen Y., Zhang Q. A study on axial cracking failure of drill pipe body // Engineering Failure Analysis. 2016. Vol. 59. P. 434–443.
4. Yan H., Xuehu Z., Zhenquan B., Chengxian Y. Failure analysis on fracture of a S135 drill pipe // Procedia Materials Science. 2014. Vol. 3. P. 447–453.
5. API Specification 5DP. Specification for drill pipe. 2010 (R2015).
6. Пустов Ю. А., Ракоч А. Г. Диагностика и экспертиза коррозионных разрушений металлов. — М. : Издательский дом МИСиС, 2013. — 130 с.
7. Makhlouf A. S. H., Aliofkhazraei M. Handbook of materials failure analysis with case studies from the oil and gas industries. Eisevier. 2016. P. 423.
8. Ming Liu, Sheji Luo, Yi Shen, Xiuzhou Lin. Corrosion fatigue crack propagation behavior of S135 high-strength drill pipe steel in H₂S environment // Engineering Failure Analysis. 2019. Vol. 97. P. 496–505.
9. Скворцов В. Ф., Арляпов А. Ю., Бознак А. О., Оголь И. И. Применение метода Н. Н. Давиденкова для оценки окружных остаточных напряжений в обработанных дорнованием полых цилиндрах // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4. С. 65–70.
10. Rossini N. S. Methods of measuring residual stresses in components // Materials & Design. 2012. Vol. 35. P. 572–588.
11. Lihong Han, Ming Liu, Sheji Luo, Tian Jian Lu. Fatigue and corrosion fatigue behaviors of G105 and S135 high-strength drill pipe steels in air and H₂S environment // Process Safety and Environmental protection. 2019. Vol. 124. P. 63–74.

12. Argirov J., Yankova R., Antonov G. Study fatigue in materials of drill pipes // TEM Journal. 2016. Vol. 5, Iss. 1. P. 50–55.
13. Shuanlu Lu, Yaorong Feng, Faqian Luo, Changyi Qin, Xinhu Wang. Failure analysis of IEU drill pipe wash out // International Journal of Fatigue. 2005. Vol. 27, Iss. 10-12. P. 1360–1365.
14. Li Fangpo, Liu Yonggang, Wang Xinhu, Lu Caihong. Failure analysis of Ø127 mm IEU G105 drill pipe wash out // Engineering Failure Analysis. 2011. Vol. 18, Iss. 7. P. 1867–1872.