地质钻杆断裂原因摩擦焊钻杆弯曲分析

在正常起钻的情况下，坐在吊卡上被提升的斜坡台肩钻杆不会受到弯曲载荷。钻杆弯曲宏观特征表明，钻杆是在受到异常弯曲载荷之后才发生弯曲变形的。这说明吊卡在提升过程中承受了异常弯曲载荷。只有发生单吊环起钻，坐在吊卡上的斜坡台肩钻杆才会承受异常弯曲载荷。当钻杆承受的弯曲载荷超过其承载能力时，钻杆就会发生弯曲变形。

钻杆弯曲点位置的影响

在单吊环起钻的情况下，吊卡倾斜之后坐在其上的钻杆有两个弯曲支点：一是吊卡下平面位置，二是卡瓦牙板上端面位置。下面分别予以分析。

1）钻杆弯曲点在吊卡下平面位置

如果钻杆弯曲点在吊卡下平面位置，则钻杆弯曲点距内螺纹接头密封台肩面的距离应为630mm。这与实际钻杆弯曲点距内螺纹接头密封端面的距离（860mm）不符，两者相差230mm。这说明钻杆弯曲点在吊卡下平面位置的假设不成立。

2）钻杆弯曲点在三片卡瓦牙板上端面位置

如果钻杆弯曲点在三片卡瓦牙板上端面位置，则钻杆弯曲点距内螺纹接头密封端面的距离与卡瓦的最上端印痕距钻杆内螺纹接头密封端面的最短距离应当相同。实际钻杆弯曲点和卡瓦的最上端印痕位置距钻杆内螺纹接头密封台肩面的最短距离完全相同（860mm），钻杆弯曲点正好处在卡瓦的最上端印痕位置。这说明钻杆弯曲点在三片卡瓦牙板上端面位置的假设成立。

在单吊环起钻时，卡瓦受到弯曲侧向力后不会松开，钻杆在三片卡瓦牙板上端面位置的受力类似于悬臂梁固定位置的受力，此位置会承受巨大的弯曲载荷，很容易使钻杆发生弯曲变形。

钻柱悬重一定，在单吊环起钻的情况下，钻杆有两个弯曲支点，但没有从上面的吊卡底边支点位置弯曲，而是从下面的三片卡瓦牙板上端面支点位置弯曲。这主要是因为后者作用在钻杆上的弯曲力臂大于前者，即后者受到的弯矩大于前者。

材料因素与失效类型

材料韧性越高，越不容易发生断裂事故；反之，材料韧性越低，越容易发生断裂事故。该井在单吊环起钻的情况下，悬重90t，G105钢级Φ127.0mm×9.19mm斜坡台肩新钻杆承受异常弯曲载荷后弯曲角度达到150°，但没有发生断裂事故。这说明钻杆材料韧性相当高，钻杆弯曲与钻杆材料没有关系。