Evaluation of the dynamic loads impact on the conditions of drill string failure during tripping operations

  • O. Yu. Vytyaz IFNTUG, Ukraine, Ivano-Frankivsk, Karpatska St. 15
  • R. S. Hrabovskyi IFNTUOG, Ukraine, Ivano-Frankivsk, Karpatska St. 15
  • V. V. Tyrlych IFNTUOG, Ukraine, Ivano-Frankivsk, Karpatska St. 15
  • V. I. Artym IFNTUOG, Ukraine, Ivano-Frankivsk, Karpatska St. 15
Keywords: critical stress intensitycoefficient, critical size of external or internal transverse annular crack, characteristic depth of external or internal transverse annular crack

Abstract

The conditions of drill string failure during tripping operations with external or internal transverse annular cracks were defined. At the same time, considering the experimental evaluation of the force criterion for failure of metal of backup and operated drill string pipes, the interrelationship between the depth of the critical external or internal transverse annular cracks in drill string pipes with the weight of the drill string was established, considering the effect of dynamic loads during tripping operations. It was determined that dynamic loads during run-in-hole operations are more dangerous at depths of more than 3.7 km, while at lower depths, the dynamic loads occurring during pulling out of string are considered more dangerous. It was demonstrated that, when pulling out operated drill strings, internal transverse annular cracks at depths exceeding 1.1 km, are more dangerous than external ones, while at depths up to 1.1 km the external transverse cracks are more dangerous.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1 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; ІваноФранківський націон. техн. ун-т нафти і газу, 2006. – 1193 с.
2 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.
3 Івасів В. М. Аналіз причин руйнування елементів бурильної колони / В. М. Івасів, Я. С. Гриджук, Л. Р. Юрич // Технологический аудит и резервы производства. – 2014. – № 6/4 (20). – С. 15-17.
4 Macdonald, K. A. Failure Analysis of Drillstrings / K. A. Macdonald, J. V. Bjune // Engineering Failure Analysis. – 2007. – Vol. 14, Is. 8. – P 1641-1666. – dx. doi: 10.1016/ j.engfailanal.2011.03.014.
5 Wang, Rui-he Drillstring failure analysis and its prevention in northeast Sichuan, China / Rui-he Wang, Yan-bin Zang, Rui Zhang, Yu-huan Bu, Hua-zhou Li // Engineering Failure Analysis. – 2011. – Vol. 18, Is. 4. – P 1233-1241. – doi.org/10.1016/j.engfailanal.2011.03.005
6 Zamani, S. M. Failure Analysis of Drill Pipe: A Review / S.M. Zamani, S.A. HassanzadehTabrizi, H. Sharifi // Engineering Failure Analysis.
– Jan 2016. – Vol. 59, Is. 1. – Р 605-623. – doi: 10.1016/j.engfailanal.2015.10.012.
6 Fangpo, Li. Failure analysis of Ј127mm IEU G105 drill pipe wash out / Li Fangpo, Liu Yonggang, Wang Xinhu, Lu Caihong // Engineering Failure Analysis. – 2011. – Vol. 18, , Is. 7. – P. 1867–1872. –
doi:10.1016/j.engfailanal.2011.06.018
7 Macdonald, K. A. Failure analysis of drillstring and bottom hole assembly components / K. A. Macdonald // Engineering Failure Analysis. – 1994. – Vol. 1, Is. 2. – Р 91-117. – doi.org/10.1016/1350-6307(94)90010-8.
8 Vaisberg, O. Fatigue of Drillstring: State of the Art / O. Vaisberg, O. Vincke, G. Perrin, J. P. Sarda, J. B. Fay // Oil & Gas Science and Technology. – 2002. – Vol. 57, № 1. – P. 7-37. doi:10.2516/ogst:2002002
9 Крыжанивский Е. И. Исследование и повышение сопротивления усталости бурильных колонн при вращательном бурении скважин: дисс. докт. тех. наук. – М., 1990. – 480 с.
10 Інформаційний бюлетень про аварії, ускладнення і брак в роботі під час буріння свердловин в БУ “УКРБУРГАЗ” за 2015 рік.
11 Інформаційний бюлетень про аварії, ускладнення і брак в роботі під час буріння свердловин в БУ “УКРБУРГАЗ” за 2016 рік.
12 Витязь О. Ю. Вплив тривалості експлуатації на результати оцінювання умов руйнування труб бурильних колон під час спускопідіймальних
операцій / О. Ю. Витязь, Р. С. Грабовський, В. В. Тирлич // Нафтогазова енергетика – 2017. – №. 1 (27). – С. 7-14.
13 Витязь О. Ю. Експрес-оцінювання умов руйнування елементів експлуатованих труб бурильних колон при спуско-підіймальних операціях/ О. Ю. Витязь, Р. С. Грабовський // Вісник
НТУ «ХПІ» . – Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. – Харків: НТУ «ХПІ». – 2017. – №7 (1229). – С. 30-38. doi: 10.20998/2413- 4295.2017.07.05
14 Малько Б. Д. Розгін талевого блоку зколоною труб при підійманні / Б. Д. Малько // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Серія: Нафтопромислове обладнання. – 1996. – № 33. – С. 91-96.
15 Малько Б. Д. Рівняння руху колони труб при спуску в свердловину / Б. Д. Малько, Я. І. Козак // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2002. – № 2 (3). – С. 71-73.
16 Баграмов Р. А. Буровые машины и комплексы / Р. А. Баграмов. – М.: Недра, 1988. – 501 с.
17 Бержец Г. Н. Основы классификации и расчеты параметров буровых установок / Г. Н. Бержец. – М.: Недра, 1988. – 256 с.
18 Харченко Є. В. Динамічні процеси бурових установок / Є. В. Харченко. – Львів: Світ, 1991. – 176 с.
19 Юртаев В. Г. Динамика буровых установок / В. Г. Юртаев. – М.: Недра, 1987. – 155 с.
20 Малько Б. Д. Коефіцієнт динамічності підіймального комплексу бурової установки / Б. Д. Малько, В. М. Iвасiв., Я. І. Козак, М. М. Фернюк // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Серія: Буріння нафтових і газових свердловин. – 1998. – №35 (том 2). – С. 122-131.
21 Механіка руйнування і міцність матеріалів: довідн. посіб. / За заг. ред. В.В. Панасюка. – Том 13: Працездатність матеріалів і елементів конструкцій з гострокінцевими концентраторами
напружень / І. М. Дмитрах, Л. Тот, О. Л. Білий, А. М. Сиротюк – Львів: СПОЛОМ, 2012. – 316 с.
22 Harris D. O. Stress Intensity Factor for Hollow Circumferentially Notched Round Bars / D. O. Harris // Trans. ASME: J. of Basic Engineering. – 1967. – Vol. 89, Is. 1. – P. 49-54. – doi:10.1115/1.3609569
Published
2018-02-16
How to Cite
Vytyaz, O. Y., Hrabovskyi, R. S., Tyrlych, V. V., & Artym, V. I. (2018). Evaluation of the dynamic loads impact on the conditions of drill string failure during tripping operations. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, (1(44), 38-47. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2018-1(44)-38-47