鄂北工区钻杆WC耐磨环的耐磨材料及敷焊工艺分析

鄂北工区钻杆耐磨环失效现象很普遍，造成钻杆耐磨环失效的主要原因有地层研磨性、钻杆的井下工况、耐磨材料选择与敷焊工艺的影响。选择合理的耐磨材料与敷焊工艺对解决鄂北工区钻杆偏磨耐磨环失效问题非常重要。     

钻杆内螺纹接头摩擦热裂原因探讨

钻杆内螺纹接头摩擦热裂失效事故随着近年来深井、超深井和水平井等复杂工况井的增加而时有发生,已成为钻杆内螺纹接头失效的一种重要形式。本文对钻杆内螺纹接头摩擦热裂纹的宏观失效形式,微观断面特征和材料组织相变特征进行了分析,从钻杆接头受力,钻杆接头材料进行了失效机理研究,并从钻杆使用,材料性能和表面处理等方面提出了预防失效的建议和措施。     

钻杆管体横向开裂失效原因分析与预防

针对一起钻杆管体横向开裂的案例,通过对发生横向开裂的失效钻杆进行断口形貌的宏观及微观观察、金相分析、物相分析,以及对钻杆尺寸、化学成分及力学性能的综合分析,并结合钻杆的受力状态,指出钻杆的失效原因是钻井液中的氧气对钻杆的内外表面产生严重腐蚀,同时钻杆在承受拉压弯扭等复杂交变载荷的作用下,腐蚀坑底部产生率先产生疲劳裂纹,随着外壁裂纹的不断扩展,导致钻杆横向开裂,并针对这种失效形式,提出了预防措施及建议。     

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。      

地质钻探外丝钻杆的失效形式分析

结合生产和使用实践经验,总结分析了地质钻探外丝钻杆及锁接头的失效形式,并给出了预防钻杆及接头失效的处理手段和方法。     

基于有限元法的钻杆柱纵向振动分析

钻杆的纵向振动对钻杆失效有较大影响。采用ANSYS软件对2000 m以内钻杆柱的纵向振动进行了分析,得到了不同钻具规格、不同钻铤长度、不同钻杆柱长度的固有频率,获得了钻杆柱纵向振动的前五阶固有振型。结果表明,钻杆柱的固有频率受钻杆规格和钻铤长度影响很小,受钻杆柱长度影响较大。     

鄂北工区G-105钻杆失效原因的探讨

针对鄂北工区30521HB井队频发的G-105钻杆失效事故进行了分析和研究。钻具失效的主要原因是由于钻杆内壁未采用内涂层以及钻具的偏磨及氧腐蚀穿孔而造成。     

整体式螺旋钻杆的研制及应用

针对焊接式螺旋钻杆配合风压钻进松软煤层时,易出现螺旋翼片开裂、脱焊及不耐磨等现象,导致成孔难甚至报废等问题,通过铣屑方式在厚壁管材中加工出螺旋槽,改进钻杆接头,对螺纹进行表面处理,研制出整体式螺旋钻杆。简要介绍了整体式螺旋钻杆设计和加工流程。在淮南潘一矿的试验结果表明:整体式螺旋钻杆具有良好的综合机械性能,成孔能力强,使用寿命长,既可替代焊接式螺旋钻杆在松软煤层中进行风压钻进,也可替代常规外平钻杆施工岩石钻孔。      

提高水平定向钻进用钻杆制造质量和应用水平的探讨

对水平定向钻进（HDD）用钻杆的工作状况及主要失效形式进行了分析，对整体锻造钻杆和摩擦焊焊接钻杆进行了比较，对提高HDD钻杆质量的方法进行了探讨，并对使用中应注意的问题提出了一些建议。     

旋挖钻机钻杆失效形式分析及制造工艺

对旋挖钻机钻杆失效形式进行了简要分析，针对性地介绍了旋挖钻机摩阻式钻杆的方案设计和制造工艺，以及生产过程中的注意事项。     

定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用

新疆阜康白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程是新疆第一个煤层气开发利用示范工程。新疆阜康白杨河矿区地形复杂,多为山地丘陵,地层具有“高倾角、多煤层、大厚度”的地质特点,示范工程部署的井型大部分为丛式井,因此定向钻井技术得到广泛应用。本文主要从示范工程现有井排采情况,分析了井身质量对管杆偏磨的影响,并从钻具组合和定向工艺优化等几个方面对本地区定向钻井技术进行了研究,同时对该技术在本区块应用过程中出现的一些问题进行了探讨,为今后该区块定向钻井技术的推广应用奠定了技术基础。     

镍基WC-金刚石复合镀层的制备和摩擦磨损特性研究

本文选用碳化钨硬质颗粒作为增强材料与金刚石颗粒共同沉积到镍基金属中,以提高电镀金刚石钻头胎体的耐磨性。首先采用单因素实验分析方法,研究了复合电镀主要工艺参数对复合镀层中WC颗粒含量以及沉积速率的影响,然后经综合分析优化出最佳工艺参数,采用复合电镀工艺制作出镍基WC-金刚石复合镀层,并与镍基金刚石复合镀层的磨损特性进行了比较。结果表明：碳化钨硬质颗粒的引入,使得复合镀层的质量磨损量和摩擦系数减少,耐磨性提高。     

电镀绳索取芯钻头应用的探讨

为了最佳地使用电镀钻头和保持最低的钻探成本,最有效的方法是选择适合钻头特征的钻进条件。虽然最高的钻头寿命并不意味着最低的钻探成本。金刚石钻头损坏其主要根源是磨热损伤（金刚石碳化）和磨料磨损（金刚石脱落）,而其磨损过程一般都遵循三个阶段:初期磨损、均匀磨损和急剧磨损。在研究钴进过程的最佳化生产条件中,由于钻探成本的开支不是唯一的一项钻头费用,所以就有必要对最低钻探成本的最高钻头切割岩石的旋转速度进行探讨。     

Aeolian abrasion and modes of fine particle production from natural red dune sands: an experimental study

A series of experiments was conducted to determine the potential for aeolian abrasion of natural dune sands to produce fine particles (< 125 µm) by (1) the release of resident fines; (2) spalling, chipping and breakage of particles; and (3) the removal of grain surface coatings. Parent samples were obtained from the surfaces of four active continental dunes and abraded using a glass ‘test tube’ chamber for up to 120 h. The fine particles produced by this abrasion process were trapped at varying time intervals and subject to detailed particle‐size analyses using a Coulter Multisizer. The abrasion of untreated parent samples produced fine particles in one of two main size classes, < 10 µm and > 50 µm, but when the parent sample was sieved to exclude particles < 250 µm, relatively more material in the range 10–50 µm was produced. For unsieved parent samples, the size range associated with the dominant mode varied according to the length of the abrasion time. The coarsest mode (> 63 µm) was dominant during the first 16 h of abrasion, then became less significant and is thought to be associated with the release of resident fines into suspension. The finest mode (< 10 µm) was absent or very weak during the first 16 h of abrasion, then became more significant and, in some instances, dominated the distribution as abrasion continued. Removal of grain surface coatings is the main source of fine material < 10 µm, and this may be a significant source of fine material in areas where sands are dominated by subrounded and rounded particles. By comparison with previous studies of aeolian particle abrasion, these natural dune sands produced very low quantities of fine material (by weight), but their spatial extent makes them potentially a significant source of dust‐sized particles at the global scale.     

高能射流式液动锤在花岗岩中的钻进研究

由于干热岩地层通常为火成岩,研磨性强、可钻性差,现有常规工艺方法钻进效率低,为此专门研制了用于干热岩钻进用的SC-86H型高能射流式液动锤,并对该高能射流式液动锤样机进行了地面钻进试验。试验采用可钻性等级为10级的完整花岗岩作为钻进对象,观测了冲锤质量、活塞行程和泵量对机械钻速的影响。试验结果表明：增大冲锤质量、活塞行程和泵量有利于提高机械钻速。试验过程中获得的最大机械钻速为5.19 m/h,较常规回转钻进机械钻速提升显著。     

Factors affecting the nature and rate of dust production from natural dune sands

This paper evaluates the influence of natural sand particle characteristics on the amount and particle-size distributions of dust produced by aeolian abrasion. It contrasts with previous studies of aeolian abrasion by conducting experiments using: (i) whole sand samples, as opposed to selected size fractions; (ii) natural, mature dune sands, rather than artificial or freshly crushed material; and (iii) weathered sands that have acquired a superficial clay coating, instead of grains with clean surfaces. Whilst previous research has found clear, positive relationships between particle size, sorting, roundness and the amount of dust produced by aeolian abrasion, the relationships determined in this study show some variation according to the geomorphological context from which the original samples were obtained. The most important factor affecting the amount and particle-size characteristics of the dust produced was the presence of a clay coating on the grain surface that is removed by the abrasion process. The dust produced by this mechanism had a modal size of 2–5  μ m and material <10  μ m comprised up to 90% of the particles produced.     

深圳西冲湾的海蚀地貌与海滩沉积研究

利用对深圳西冲湾两个岬角之间的海蚀地貌及其海滩沉积物的野外调查资料,鉴定出三级海蚀平台,对其分别进行了高程换算,并借助于海蚀拱门和海蚀刻槽的测定,以及对典型沙层沉积剖面序列的分析和14C测年,认为：虽然西冲湾海蚀平台的岩石类型是不易被侵蚀的花岗岩,但是此处的海蚀地貌（主要是海蚀平台）以及海滩沉积物（主要是海滩岩）可以作为全新世存在高海平面的证据。此外,针对我国海岸带人口密度大,人类活动对海岸影响程度大的现况,提出了未来研究南海北部海岸新构造运动存在的问题以及其解决方案。研究成果对于认识南海北部海岸全新世的构造运动、海平面变化以及与其他地区新构造运动的对比研究都具有重要的意义。     

抗高温环保水基钻井液研究进展

为更好地服务国家生态文明建设及绿色勘查开发,环保型水基钻井液将成为发展方向。随着钻探深度增加,地层温度越来越高,对环保钻井液的抗温能力提出了更高的要求。本文介绍了国内外近10年来抗高温环保水基钻井液研究与应用的进展情况,包括高性能水基钻井液、甲酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇钻井液、硅酸盐钻井液及甲基葡萄糖苷钻井液等。总结了现有抗高温环保水基钻井液体系存在的不足,并分析了抗高温环保水基钻井液的发展趋势。     

考虑剪力环、泥皮和防腐涂层作用的钢管复合桩工作性能模型试验研究

依托港珠澳大桥建设,通过5组不同组合的钢管复合桩模型试验,其中2组试件设有剪力环,开展了内置剪力环、泥皮和防腐涂层对钢管复合桩工作性能影响的研究,比较和分析试件的荷载-变形曲线、截面变形规律、钢管与剪力环变形等。试验结果表明,剪力环、泥皮和防腐涂层对钢管复合桩的工作性能具有一定的影响;泥皮和防腐涂层使钢管复合桩的黏结强度降低,而剪力环加强了钢管与核心混凝土的联结,钢管的受力及变形显著增加。在泥皮、防腐涂层和剪力环共同作用下,桩截面变形呈"倒v"或"m"型,不再满足经典力学的平截面变形假定。在泥皮、防腐涂层和剪力环间距S≤2D(D为桩径)的条件下,剪力环的嵌固作用可以完全克服泥皮和防腐涂层的不利影响。在试验结果研究的基础上,进一步探讨泥皮、防腐涂层和剪力环不同组合下钢管复合桩的刚度计算问题,并给出了在弹性阶段范围内钢管复合桩刚度计算公式,泥皮(厚度0.1 mm)和防腐涂层使其刚度降低,剪力环则使其增加。其研究结果可为钢管复合桩基工程设计提供重要的参考。