高钢级绳索取心钻杆管材残余应力的初步研究

有观点认为管材的残余应力是绳索取心钻杆非正常损坏的诱因之一。据此采用环切法对不同热处理和矫直工艺的冷拔绳索取心管材制造过程中的残余应力进行了检测比对,认为冷拔管材制造环节产生的残余应力是存在的,也是可控的。只要制造工艺措施得当,可以将高钢级合金管材的残余应力控制在可接受范围内;合格管材出厂时存在较高残余应力造成的钻杆折断等事故较为罕见。应从管材制造、钻杆加工、现场使用等方面入手,努力降低钻杆断裂事故。     

深孔用高钢级绳索取心钻杆分区热处理工艺试验研究

为改善绳索取心钻杆受力工况,延长钻杆使用寿命,满足深孔及特深孔钻探施工要求,开展了对绳索取心钻杆体进行分区热处理工艺的试验研究。试验选用高钢级薄壁管材,通过对钻杆两端300 mm左右的区间内进行盐浴淬火及高温回火处理,保证了调质区域的机械性能,硬度和金相组织均匀性良好,同时热处理过渡带影响区域小。试制加工的特深孔绳索取心钻杆具有两端部螺纹连接段刚性强、杆体中部韧性好的特点。该钻杆在山东莱州西岭村矿区完成了2845.55 m深孔的钻进施工,使用情况良好。     

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆，其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失，本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析，开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究，构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时，通过有限元分析和台架试验，确定了H-5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能，验证了计算方法的准确性，并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向，为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。     

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。     

特深孔地质岩心钻探钻孔口径及管柱规格研究

针对5000 m地质岩心钻探基础准则与依据缺失,油气钻井与岩心钻探工艺及装备差异大等问题,本文梳理分析了国内外深部地质岩心钻探口径系列及管柱规格,厘定了基本外界条件及相互关联要求,开展了特深孔岩心钻探环空水力学计算与绳索取心钻杆的等强度设计,初步构建了以绳索取心钻进工艺为主体的5000 m特深孔钻探口径系列与钻（套）管柱规格。     

地质钻杆中频感应加热热处理工艺的应用分析

介绍了利用中频感应加热原理对地质钻杆进行整体热处理工艺,并通过对比数据分析了中频感应热处理技术比普通热处理技术所具有的优点。分析结果表明,相对于采用普通热处理,采用中频感应加热进行热处理的地质钻杆,金属显微组织晶粒细,综合机械性能好,钻杆性能更均匀,钻杆表面氧化很少,外观质量好,抗疲劳性能高,生产成本低。