地质管在井下施工时，容易因为哪些原因导致损坏或失效？

一、 机械力导致的失效（常见、直接）

1. 疲劳断裂

   
   

• 原因：这是头号杀手。钻探时，钻杆高速旋转并同时承受拉、压、扭、弯的复合应力，且这种应力是交变循环的（每分钟数百上千次）。在应力集中点（如螺纹根部、表面划伤、内部缺陷处），会萌生微裂纹并逐渐扩展，终导致断裂。

  
  

• 特征：断口通常分为两个区域：光滑的疲劳扩展区（像贝壳纹路）和粗糙的瞬时断裂区。

  
  

• 比喻：就像反复弯折一根铁丝，终它会从弯折处断裂。

  
  

2. 过载拉伸断裂

   
   

• 原因：当发生“卡钻”（钻具被井壁卡死）时，上提力可能急剧超过地质管材料的抗拉强度极限，导致管体或接头被拉断。

  
  

• 特征：明显的颈缩（局部变细）和塑性变形后断裂。

  
  

3. 扭断

   
   

• 原因：钻头被“蹩住”（如遇到极硬岩层或井底落物），而钻盘继续旋转，产生巨大的扭矩超过管体的抗扭强度，导致其扭断。

  
  

• 特征：断面通常呈螺旋状或梅花状。

  
  

4. 挤毁/压溃

   
   

• 原因：当地质管作为套管使用时，如果外部地层的压力大于管体的抗外挤强度，管体会被压瘪。在弯曲井段，钻杆在受压状态下贴紧井壁，也容易发生局部压溃。

  
  

二、 磨损导致的失效（渐进性、影响寿命）

1. 外壁磨损

   
   

• 原因：钻杆外壁与井壁（岩石）发生持续不断的摩擦和刮削，特别是在井斜变化大的“狗腿度”井段。这会不断磨薄管壁，降低其承压和抗拉强度。

  
  

2. 螺纹连接部位磨损

   
   

• 原因：每次上卸扣，螺纹表面都会发生磨损。如果操作不当或润滑不良，会加速磨损，导致螺纹连接松动、密封失效（“刺漏”），甚至滑扣脱开。

  
  

三、 腐蚀导致的失效（隐蔽性、加速破坏）

1. 均匀腐蚀：钻井液（通常是水基或油基，可能含盐、含硫）对管体整体的化学侵蚀，导致壁厚均匀减薄。

   
   

2. 局部腐蚀：更为危险。

   
   

• 点腐蚀：形成深坑，成为疲劳裂纹的起源。

  
  

• 应力腐蚀开裂：在拉应力和特定腐蚀介质（如硫化氢H₂S、氯离子）共同作用下，材料在低于其强度极限的情况下发生脆性开裂。这是油气井钻探中的重大威胁。

  
  

• 腐蚀疲劳：腐蚀环境会极大地加速疲劳裂纹的萌生和扩展，使疲劳寿命大幅缩短。

  
  

四、 操作与工艺不当（人为因素）

1. 操作不当：如猛提猛放、扭矩过大、上扣扭矩不准确等，都会产生额外的冲击载荷或应力集中。

   
   

2. 钻孔轨迹控制差：导致井眼出现急弯（“狗腿”），使钻杆长期处于高应力弯曲状态，急剧加速疲劳和磨损。

   
   

3. 钻井液性能不良：无法有效清洁井眼，导致岩屑重复切削钻杆；或润滑性差，加剧磨损。

   
   

五、 材料与制造缺陷（先天因素）

1. 微观缺陷：如严重的非金属夹杂物、白点等。

   
   

2. 宏观缺陷：如裂纹、折叠等，在无损探伤中未被检出。

   
   

3. 热处理不当：导致材料性能不均匀，韧性不足或强度不达标。

   
   

总结：一个典型的失效过程

• 优质的管材（优良的材料和制造工艺）。

  
  

• 科学的设计（合理的强度计算和选型）。

  
  

• 规范的操作（减少人为不当应力）。

  
  

• 良好的井眼状况和维护（控制磨损和腐蚀）。