提高钻杆接头调质热处理质量的途径

钻杆接头是钻探中的易耗品，其寿命长短直接影响到钻进效率、钻探成本和钻探工人的劳动强度。钻杆接头的使用情况除与选用的钢材、机械加工质量有关外，还与热处理状态有着非常密切的关系。特别在小口径金刚石钻进中，由于采用了高转速和较高的钻进压力，同时又减小了钻杆接头的结构尺寸，因而对钻杆接头材质的机械性能也提出了更高的要求。但材料的机械性能取决于材料的内部组织结构，而材料的内部结构又取决于一定的     

冷组装铝合金钻杆螺纹副力学性能测试及失效分析

与传统的钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有密度小、比强度高、无磁等优点,因此在深井与超深井钻井作业中具有较大优势。在实际使用中,铝合金钻杆两端需要通过钢接头之间的螺纹来实现拧卸钻杆,而铝合金杆体与钢接头还需要过盈装配以实现紧固连接 。以液氮为冷源,对50 mm的7075铝合金钻杆管体与钢接头进行了“冷组装”过盈装配,铝合金管体与钢接头之间的过盈量分别为0.10、0.15、0.20 mm。对组装后两端带钢接头的铝合金钻杆分别进行了拉伸和扭转试验,评价了铝合金管体与钢接头连接的可靠性,对断裂试样的断口进行了宏观与微观分析,阐述了其断裂机理。结果表明,采用“冷组装”方式可以实现铝合金管体与钢接头的过盈装配,其中过盈量为0.15 mm时,带钢接头的铝合金钻杆综合性能较优,可以承受较大的抗拉强度极限和抗扭极限,其断裂方式为脆性断裂。     

废钢材回炼及锁接头机加工配套

河北省地质局第一地质大队坚持利用小电炉回炼废钢材，逐步提高离心浇铸工艺，初步形成了锁接头等钻探器材的机加工配套，使φ65毫米锁接头、φ65毫米钻杆接箍和φ110毫米钢砂钻头等达到自给，产品质量不断提高。     

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。     

深部科学钻探钻杆接头优化措施

地球深部探测对提高我国勘探开发深部资源能力和深部地质研究水平及地位是不可或缺的,深部科学钻探是唯一准确地获取深地实物资料的工程方法。钻杆柱作为深部科学钻探技术的核心与关键,其管柱规格组合与钻杆接头选配决定着钻杆在平衡其自重后的剩余强度和应付孔内复杂情况的能力,尤其是作为连接各钻杆柱短节的钻杆接头的性能直接决定着钻杆柱的使用极限深度。本文从产品类型、结构特点等方面对国内外高性能石油钻杆接头进行了梳理,分析了现有钻杆接头存在的不足与失效的原因,提出了钻杆接头结构改进方案,对提高钻杆柱的可靠性与安全性,延长钻杆使用寿命,使其更好地应用于深部科学钻探,具有一定的科学意义与工程价值。     

河北第一地质大队创造的几种钻探新工具

一、切口“∪”形环：目前在减压钻进中,都要利用提引水接头,而起下钻具又得摘去提引水接头和“∪”形环的连接,挂上提引环,工序繁复,耽误时间。在普通“∪”形环上头焊一个Φ50钻杆锁接头,在钻进中用不着去掉提     

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。     

回火温度对钻杆接头性能的影响

在对绳索取心钻杆接头断裂现象分析的基础上,开展了对钻杆接头热处理工艺的研究。经研究改进了热处理工艺,调整了表面处理方式,使钻杆接头断裂现象较调整工艺前有明显减少,延长了钻杆接头的使用寿命,提高了勘探施工效率,减少和预防了孔内事故的发生。     

高频淬火钻杆的使用

为了配合小口径钻进,从1973年起我队使用了高频淬火钻杆,取得了较好效果.一使用条件1.高频淬火钻杆规格φ50钻杆1000米,蹾粗车内扣,接头用我队小电弧炉炼的铸钢材料,结构粗糙,质量较差;φ43钻杆3000米,壁厚6.35毫米,不蹾粗车内扣,接箍用40铬钢制,未经调质处理.2.钻进地层大理岩、长英大理岩、角闪石英大理岩、辉绿辉长岩、角闪熔岩磁铁     

激光硬化技术在强化钻杆接头中的应用

为了解决钻杆接头在钻进过程中经常拧卸及在加工螺纹时强度降低的问题，采用激光硬化技术来提高钻杆接头的性能。试验结果表明，激光强化钻杆接头表面的硬度、耐磨性及抗疲劳等机械性能都得到提高，同时采用该技术能提高钻杆的使用寿命，且又省工省时。     

三用反事故沉淀管接头

以往大部份使用的岩屑沉淀管接头的断面积较大,并且一般地均是直接与钻杆连接,当孔内发生粗径钻具的挤卡、陷埋等故障,而又用“提”、“打”、“顶”等处理办法无效后,就难以处理。既不能采用“反”、又不能采用“透”的方法,即是上部使用反事故接头(即安全锁接头)而采用“反”的方法,下部接头同样不能反出孔内来处理孔内所发生的故障。经使用了三用反事故沉淀管接头后,在处理上述事故     

石油钻杆接头水基淬火的研究

对石油钻杆接头水淬热处理技术进行了研究分析。介绍了水基淬火和油基淬火后石油钻杆接头的硬度、硬度均匀性的对比试验;不同条件下的淬火液对钻杆接头冷却速度的影响。研究表明,水基淬火方式能更好地提高钻杆接头马氏体化程度,从而提高淬火质量。     

地质钻探用震击安全接头的研制及应用

为增加断钻杆卡钻打捞成功率和处理孔内事故时上部钻杆安全,研制出了一种能提高处理孔内卡钻事故能力和确保处理卡钻事故上部钻杆安全的震击安全接头,在现场应用取得了良好的效果。介绍了该震击安全接头的设计思路、结构原理、操作技术和现场应用效果等。     

基于COMSOL的铝合金钻杆腐蚀分析

为预测科学超深井钻探工程中铝合金钻杆耐腐蚀性能,运用COMSOL软件,建立多物理场腐蚀分析模型,开展“松科二井”铝合金钻杆“应力-温度-电化学”作用下的腐蚀规律仿真分析。分析结果表明：腐蚀体系达到平衡时,铝合金电极一侧的电解质电位偏高,钢接头电极一侧电解质电位偏低,靠近钢接头电极一侧铝杆体电流密度高;随着钻杆所受应力、温度的增加,腐蚀速率加快,相对于温度的影响,载荷对腐蚀影响较小;腐蚀速率和井下工作时间成正线性相关;离钢接头的电偶腐蚀处越近,铝合金钻杆的界面电流密度越大,并成指数关系,外壁强影响区域大约在距电偶腐蚀处0~200 mm,内壁为0~110 mm。研究成果将为铝合金钻杆的工程防腐提供参考。     

定向用孔口钻杆接头

我队在螺杆钻定向施工中,所用钻机为XY-4型,定向仪为DX-38型。由于定向仪探管外径比六方主动钻杆的通水孔大,所以每次定向时都要从高空的水接头上端向主动钻杆下端穿导线,接探管,定完向后再将导线与探管解开,工序繁琐费时。为此,我们用绳钻钻杆接头加工了一个带有滑轮和通线孔的接头(如图),将导线、探管、接头连接好后一起放于绞车上。定向时先将探管放于钻杆中,将接头接于孔口钻杆与主动钻杆之间,定完向后将接头、探管一起取出,可不再向主动钻杆中穿线及接、解探管。     

牙嵌式钻杆联接

经过摸索，我们设计了一种大口径钻杆接头，根据其特点，称之为“牙嵌式”钻杆联接件。其特点是利用互相啮合的方牙（矩形齿）传递力矩，因而传递力矩大；利用螺纹连接来保证钻杆轴向成为一刚体，并实现提下钻，它只起连接作用而不传递力矩，因而拆卸极为轻松，方便；又因其内壁平滑对于反循环排渣极为有利。其结构见附图。主要由上、下接头及联接罩，导向管组成，上、下接头的一端端面做成能互相紧密配合的矩齿，以传递力矩。下接头车有内螺纹，升降钻杆柱时连接提引接头，联接罩用内螺纹与下接头连接，为防止回转运动中联接罩松脱，采用反丝螺     

等离子弧焊接绳索取心钻杆寿命过万米

绳索取心钻杆寿命的测算问题，一直未能很好解决。按照苏美经验，全套钻杆出厂后，厂方要进行追访。例如一套钻杆，每磨损一付接头（或一根钻杆），都应详细记录下来，直至因磨损而调换的接头和钻杆总数（接头为付，钻杆为米；等离子焊钻杆与接头为一体，则以米数计）超过接头总数的三分之一或每套米数的三分之一，则为到达报废程度，此时算出的总进尺数为全套钻杆寿命。应当指出的是因为每套钻杆长度、孔深、岩石级别、钻孔角度等因素之不同，其寿命不是完全一致的，国外一般8，000～12，000米，有个幅度，也就是使用条件不一致的缘故。当然     

小口径接头螺纹铣削装置

近年来，我在从事钻杆接头加工工艺的设计与生产中，总结钻杆锁接头、接箍等铣削装置及设备存在的问题，结合金刚石钻进用钻杆接头孔小、螺纹为特殊梯形螺纹等特点，设计了一种专为加工钻杆接头的铣丝装置，现将其结构及有关参数介绍如下。一、旋风铣削螺纹原理旋风铣削螺纹，是螺纹加工中生产效率较高的一种方法，具有操作简单、产品质量稳定等优点，适用于大批量的螺纹件生产。图1为旋风铣削螺纹示意图。其主要切削过程     

φ71 mm绳索取心铝合金钻杆的研制

介绍了国内外铝合金钻杆的研制现状,分析了绳索取心铝合金钻杆在地质钻探中的优势。对φ71 mm×5.5 mm绳索取心铝合金钻杆体与钢接头连接结构进行了详细设计。通过对试验钻杆进行静拉力、扭矩试验,得出了铝合金钻杆体与钢接头主要技术参数。     

有关钻杆胶箍使用情况

钻杆上加橡胶护箍在石油钻井已采用数十年,用它减少钻杆和接头的磨损。地质钻探采用钻杆胶箍,在国内外亦有十多年,主要是用以减少钻杆及其接头的磨损;同时并能改善钻柱工作状况(如有利于加压和防止孔斜等);部份地区在钻铤上亦采用胶箍。