煤矿用钻杆螺纹的研究现状及展望

钻杆是煤层瓦斯抽采、探放水和地质勘探等钻孔施工的主要装备之一。由于钻杆受力情况及使用环境复杂，使得因钻杆螺纹失效而导致钻孔孔内事故屡见不鲜。按不同结构分类方式，详细介绍当前煤矿用钻杆螺纹结构特点；总结螺纹应力分布和螺纹失效原因分析的研究现状，螺纹应力分布的研究方法主要有解析法、有限元法和试验法，螺纹失效主要原因包括疲劳破坏、脆断和粘扣等。同时分析了钻杆螺纹在设计、生产过程中存在的问题，包括基础研究不到位、制造技术滞后和钻探新技术对螺纹结构提出更高需求。并结合石油钻杆API螺纹和特殊螺纹的技术现状，探讨煤矿用钻杆螺纹的发展方向，包括开展大直径钻杆螺纹研究、开发煤矿用特殊螺纹、优化螺纹牙受力分布、研究动态循环复合载荷试验方法评判钻杆螺纹的性能等。      

深井中钻铤螺纹联接的强度研究

改进了文献（１）中的理论模型并利用一种修正的弹簧模型,通过对石油钻柱接头螺纹的受力分析,分别建立了上扣扭矩、轴向外载作用下螺纹载荷分布的计算模型详细分析了螺纹载荷分布规律,指出了螺纹锥度,不同润滑脂的润滑所产生的摩擦系数,螺纹牙的弹性系数对螺纹联接的载荷分布规律的影响关系,给出了改善接头受力状态,减小应力集中的主要措施。还通过一种简单的力学模型得到了螺纹联接的极限轴向外载。     

变截面螺纹桩竖向承载特性试验研究

变截面螺纹桩是一种新型地基处理桩型。通过室内模型试验和数值模拟,研究了变截面螺纹桩的竖向承载特性,比较分析了变截面螺纹桩与普通螺纹直桩和普通圆柱形光面直桩承载特性的差异,以及螺纹结构参数和地基土体参数对变截面螺纹桩竖向承载能力的影响规律。结果表明,变截面螺纹桩的螺纹结构及圆台形桩身能大幅度提高侧摩阻力;相同地层条件下,变截面螺纹桩桩身材料利用率(极限荷载除以桩身体积)是普通等截面螺纹桩的1.3倍左右,是普通圆柱形光面直桩的3倍左右;变截面螺纹桩的结构参数中,螺纹宽度、厚度、间距及桩身截面变化率是影响单桩竖向承载力的重要因素,在工程设计中应予以充分考虑。     

一种大直径反井钻杆接头螺纹参数的优化研究

采用有限元分析和正交试验相结合的方法对反井钻井用大直径钻杆的接头螺纹参数进行了优化研究。研究结果表明,外螺纹小端大径、锥度、牙侧角和锥部长度等参数对接头螺纹强度有显著影响,得到了各参数作用的主次顺序和不考虑交互作用条件下各参数的最优值。     

绳索取心钻杆负角度螺纹扭矩计算分析和测试研究

分析了绳索取心钻杆负角度螺纹受力状态,以静力学和材料力学为基础计算了用于深孔绳索取心钻探的CNHT绳索取心钻杆螺纹应力情况和抗扭能力。同时,针对不同锥度和牙高的负角度螺纹进行了理论计算和静扭测试比对,理论计算结果与测试结果非常接近,确定了该计算方法的准确性,优化总结出抗扭能力较强的负角度螺纹参数。     

对绳索取心钻杆螺纹手拧紧距的讨论

现用绳索取心钻杆的螺纹只靠大端过盈配合来计算紧密连接距离的作法,有理论上的缺欠,建议把形位公差和表面光洁度对手拧紧距的影响也考虑到技术要求之中。     

关于瞬变电磁法波形最优化设计问题

电磁成像分辨率的最优化要考虑发射机波形,可这个问题变成关于发射机电流强度一般特性特性问题的数字化求解,例如,发射机波形设计好了可以使各项异性层产生最大的响应。最优化的激励源为正弦波电流,它比常规时间域瞬变电磁波形在各向异性产生的场具有更高的分辨率。     

金刚石绳索取心钻杆接头螺纹的优化研究

金刚石绳索取心是一种高效优质、快速经济、应用广泛的钻探技术。我国绳索取心钻杆螺纹强度低,使用寿命短,钻杆折断事故时有发生,不能满足深孔钻进的需要。以接触非线性有限元理论为基础,运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹螺距及螺纹长度等参数对螺纹强度的影响规律,并实现了对螺距和螺纹长度等的优化。研究结果表明,适当增大螺距及螺纹总长度,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,优化后的接头螺纹整体强度提高约15.4%。     

绳索取心钻杆螺纹的加工方法

近年来，金刚石绳索取心钻进方法得到了迅速的发展，但由于绳索取心钻杆螺纹损坏后的再加工（简称二次加工）问题未能及时跟上，给绳索取心钻进工艺的推广应用带来了困难。     

砂土中螺纹桩承载特性的模型试验研究

通过室内模型试验,研究砂土中螺纹桩的竖向承载特性,比较分析螺纹桩与普通直桩承载性能的差异以及螺距对螺纹桩承载力的影响。静载荷试验后进行一系列土工试验,研究桩周土的物理力学性质。试验结果表明,在相同条件下螺纹桩的极限承载力约是普通直桩极限承载能力的1～4倍,极限状态下的平均桩侧阻力是普通直桩的3~4倍;在一定范围内,随着螺距的减小,螺纹桩的桩侧阻力可以得到有效的发挥,极限承载能力和控制沉降的能力逐渐增强。     

钻杆锁接头非标准螺纹的设计

螺纹的设计和加工，应严格执行国标（GB）和部颁（DZ）螺纹标准，但野外施工单位在组合钻具的变换过程中，往往出现整套钻具中某个连接处，由于管材直径的差异，无法采用《标准》，这就需要重新设计连接螺纹。由于这种非标准螺纹连接数量不多，其螺纹质量     

软土地区注浆成型螺纹桩抗拔承载力的计算

注浆成型螺纹桩采用后注浆技术形成桩侧螺纹,有利于在软土地区施工,目前已开始应用。基于螺纹桩上拔过程中螺牙附近土体的应力条件改变,采用摩尔应力圆分析螺牙附近破坏滑裂面的开展,得到了螺牙间距与螺牙突出尺寸的比值与滑裂面展开角之间的关系,给出了螺牙间土体从圆柱形滑裂面破坏向圆台形滑裂面破坏的判别条件。根据滑裂面的开展,将螺纹桩的抗拔承载力计算分为3种情况,采用极限平衡法得到了相应的螺纹桩抗拔承载力计算公式。最后,通过与有限元数值模拟以及实际工程算例对比,验证了文中方法的合理性。     

有关牙顶宽和牙底宽的尺寸链分析

在钻探管材螺纹中，有不少是浅牙、梯形螺纹。多年来，对于这类螺纹，其牙宽尺寸的标注，究竟在牙顶宽上，还是在牙底宽上？对此各家颇有争议。反映在各国、各公司的标准和图纸上，也有不同的标法。另外，对牙顶宽（或牙底宽）公差，牙高公差，螺纹的大、小径公差，牙形角公差间的关系及其在检测     

声波检测穿透信号波形变化规律和量化的探讨

超声检测应用声学信息(声时、波幅、频率、波形)来判断被测介质的物性。前三个信息均有定量或半定量数学表达式为依据,波形还无法有定量解释。为寻求波形的变化规律,采用模型试块进行试验。试验结果证实:符合声学边界条件的均匀介质,接收信号的波形基本与发射的子波具有相似性,当介质中存在异物(缺陷)接收信号发生变异,可由斯奈尔定律、叠加定律作出解释,总结出一定规律,提出定量的量化方法。     

螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的应用

介绍了螺纹插装阀的技术特点及其在煤矿坑道钻机中的发展应用情况。煤矿坑道钻机应用螺纹插装阀技术不仅可以实现复杂的液压控制系统,还能简化管路,方便整机布局。通过几个典型实例展示了螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的具体应用情况,验证了螺纹插装阀技术在煤矿坑道钻机液压系统中的实用性和良好的应用前景。      

旋转台肩式螺纹的粘扣问题分析

螺纹粘扣是钻具失效的常见形式。旋转台肩式螺纹在目前的钻具螺纹中占很大比例。通过对旋转台肩式螺纹粘扣产生原因的分析,指出材料、加工和使用因素对螺纹粘扣都会产生直接影响。提出了预防粘扣的主要措施。     

波形识别在层位对比中的应用

从波形识别入手,详细讨论了波形在时间域和频率域特征,给出其提取算法,以及波形识别的ＢＰ神经网络结构,然后提出了一种较简便、实用的波形组识别算法并将它应用于断层两侧层位的对比,取得了令人满意的实际效果     

灰岩储集层中声波测井波形的横波处理

用一台12道的声波测井仪记录了页岩灰岩中的声波全波波形，在142m井段的大部分段上都观测到了清晰的S波，将其用于识别岩性界面及裂隙带，结果如同用井下电视及标准地球物理测井所作的解释，波形的高信噪比使我们能通过12道相似性计算获得取井中冲蚀段外所有地段中的S波速度，比值Vq/Vs随深度的变化可帮助识别井中的某些成份变化，却不能识别灰岩中的裂隙，但使用S波振幅从记录识别岩性变化及裂隙都有效。页岩中S波振幅比灰岩中低，而裂隙地层中S波衰减增大，裂隙度与斯通利波之间无明显关系。为了解释有全波波形记录和S波传播的井的岩性及裂隙，一般要利用声测井记录中的S波。     

基于伪多道匹配法的地震波形一致性校正方法

由于在激发、接收和传播过程中受到众多干扰因素的影响,地震反射波形发生畸变,严重影响到叠加剖面的质量,因此,在叠前需要进行波形一致性校正。笔者针对单道匹配法的不足,引入伪多道匹配法,对地震波形的振幅、相位和时间进行高精度一致性校正,并能保持波形保真,提高叠加效果。模型测试和实际数据处理结果证明了本方法的有效性和适应性,在低信噪比资料处理中也可以获得比较好的效果。     

应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性

地震波形分类技术在识别和划分岩相的应用中有其独特的优点,但也存在一定的局限性。通过针对不同岩相的大量实践,深入探讨了影响该技术的应用条件,系统总结了该技术识别岩相的适用性和局限性。研究表明：时窗类型及大小、地震属性体的选择是影响波形分类结果最重要的因素;不同的岩相在地震振幅、频率、相位、时间厚度上存在差异性是正确应用波形分类方法的前提;当岩相问的地震响应差别不明显,或同一岩相横向波形变化较快,无法建立统一的岩相地震波形特征时,波形分类方法的结果不能准确地划分岩相,也没有明确的地质意义。回归到岩相地震响应特点的分析,建立地震响应与岩相的对应关系,开展波形分类技术应用的先验性研究,是成功应用该技术的基础和关键。