드릴 파이프 파손 원인 및 예방 방법

드릴 파이프가 실패하는 방법

드릴 파이프는 마모성 유체, 때로는 부식성 유체에 노출되는 동안 회전하고, 구부러지고, 인장 하중을 전달하는 소모성 스트링입니다. 고장은 일반적으로 다음 네 가지 방식 중 하나로 나타납니다. 튜브 본체에서 비틀림이 발생하거나 전이 전이에서 발생하는 가로 피로 균열, 고압 유체가 큰 구멍으로 작은 누출을 침식하는 유실, 나사산 손상이나 숄더 손상으로 인한 공구 조인트 고장, 잘못된 구성 토크로 인한 연결 고장. 파손은 가장 피해가 큰 결과입니다. 왜냐하면 스트링이 끊어지면 시추 프로그램이 중단되고 낚시 작업이 필요할 수 있으며, 파이프라인 설치를 위한 유도 또는 방향 시추 중에 파손이 발생하면 전체 프로젝트가 몇 주씩 지연될 수 있기 때문입니다.

등급 및 강도 수준

드릴 파이프, 공구 조인트 및 관련 회전 드릴링 장비는 API 5DP 및 API 7-1 사양에 따라 제조 및 검사되며 리그에 사용되는 보충 토크 값은 API RP 7G에서 가져옵니다. 등급이 높은 파이프는 동일한 벽 두께에서 더 많은 하중을 전달하지만 기계적 손상 및 부식 환경에 대한 내성이 낮으므로 등급 선택은 항상 드릴링 유체 프로그램 및 검사 계획과 함께 이루어집니다.

실패의 근본 원인

주기적 굽힘으로 인한 피로: 편향된 구멍에서 스트링이 회전할 때마다 튜브 몸체에 응력 주기가 적용되고 균열은 항상 슬립 마크, 부식 피트 또는 하드밴드 영역과 같은 응력 집중에서 시작됩니다.

부식 및 부식 피로: 유체의 산소, 이산화탄소 및 황화수소는 강철을 공격하고 피로 균열 성장을 가속화하며, 신맛 조건은 고강도 등급에서 황화물 응력 균열을 유발할 수 있습니다.

잘못된 구성 토크: 토크가 너무 적으면 숄더가 분리되고 스레드에 굽힘 하중이 전달되는 반면 토크가 너무 많으면 숄더와 스레드가 생성되고 두 조건 모두 연결 실패로 끝납니다.

마모 및 기계적 손상: 공구 조인트 외경 마모, 미끄러짐 절단, 집게 자국, 엘리베이터 자국 및 움푹 들어간 곳은 모두 균열 발생 요인으로 작용하거나 튜브의 압력 용량을 감소시킵니다.

굴착 유체에 의한 침식: 연마성 고체와 높은 환상 속도는 내부 표면에서 금속을 제거하고 작은 누출을 유실로 확대합니다.

부적절한 취급: 적절한 검사 없이 스탠드를 떨어뜨리거나 구부러진 조인트 또는 곧게 펴는 조인트는 영구적인 결함으로 스트링에 들어갑니다.

예방 및 점검 프로그램

예방은 드릴링 연습부터 시작됩니다. 유정 궤적은 파이프 공급업체와 합의한 한도 내에서 굴곡 가혹도를 유지하도록 계획되며, 각 조인트의 회전 시간을 추적하고, 누적 회전 시간과 유정의 가혹도에 따라 간격을 두고 스트링을 검사합니다. 보정된 장비를 사용하여 보충 토크를 적용하고 조인트별로 기록된 조인트를 적용하고, 각 연결 전에 나사산을 세척하고 정확하게 도핑하며, 슬립, 엘리베이터 및 집게가 파이프 표면에 자국을 남기지 않도록 유지관리합니다.

검사는 인정된 드릴 스템 검사 표준을 따르며, 전체 검사에는 본체 벽 두께 측정, 튜브 본체 및 변형 영역의 자분 입자 검사, 튜브의 초음파 또는 전자기 검사, 측정 및 자분 입자 검사를 포함한 공구 조인트 스레드 및 숄더 검사가 포함됩니다. 독점 검사 등급은 새 파이프, 프리미엄 파이프, 제한된 서비스 파이프를 구별하며 허용 기준을 충족하지 못하는 모든 조인트는 적용되는 표준에 따라 다운그레이드, 재{1}}절단, 재{2}}나사산 또는 폐기됩니다. 부식 제어는 황화수소가 예상될 때 적용되는 경도 및 화학적 한계와 함께 산소 제거제, 부식 억제제, pH 제어 등의 유체 프로그램을 통해 처리됩니다.

FAQ

Q: 드릴 파이프 파손의 가장 위험한 형태는 무엇입니까?
끊어지거나 꼬이는 것은 가장 위험한 결과입니다. 왜냐하면 끊어진 줄은 작업을 중단하고 구멍을 위험하게 하며 값비싼 낚시 작업을 요구할 수 있기 때문입니다.

Q: 드릴 파이프 유실의 원인은 무엇입니까?
유실은 종종 피로 균열이나 부식 구멍에서 작은 누출로 시작되며 고압 굴착 유체는 조인트가 더 이상 압력을 유지할 수 없을 때까지 개구부를 침식합니다.

Q: 토크 보충은 드릴 파이프 파손에 어떤 영향을 미치나요?
토크 부족과 토크 초과 모두 문제를 일으킵니다. 토크가 너무 적으면 숄더가 분리되어 스레드가 굽힘 하중을 받게 되고, 토크가 너무 많으면 숄더와 스레드가 발생하여 각각 연결이 실패하게 됩니다.

Q: 드릴 파이프는 얼마나 자주 검사해야 합니까?
검사 간격은 모든 스트링에 대해 단일 고정 기간이 아닌 공인된 드릴 스템 검사 표준에 따라 누적 회전 시간, 유정 심각도 및 이전 검사 결과에 따라 설정됩니다.

Q: 피로파괴를 완전히 예방할 수 있나요?
곡선 구멍의 회전은 항상 주기적 응력을 적용하기 때문에 제거할 수 없지만, 굴곡 심각도를 제한하고, 슬립 마크 및 피트와 같은 응력 상승 요인을 제거하고, 균열이 임계 크기에 도달하기 전에 조인트를 검사 및 제거하여 제어됩니다.

Q: 사워 서비스에서 가장 위험에 처한 드릴 파이프 등급은 무엇입니까?
강도 등급이 높을수록 황화물 응력 균열에 더 민감하므로 등급 선택 및 경도 제어는 예상되는 황화수소 분압 및 유체 상태에 적용되는 요구 사항을 따릅니다.