铝合金钻杆强度的模拟仿真分析

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,因此在钻井作业中具有较大优势。钻杆在井下工作环境恶劣,如与井壁发生碰撞,将导致钻杆变形,降低其强度。笔者通过Ansys LS-DYNA以及Workbench进行仿真,研究Φ147 mm铝合金钻杆与孔壁碰撞后的变形状态,以及产生裂纹后对其强度进行分析。结果表明,Φ147 mm铝合金钻杆在使用过程中,钻杆主体段相对薄弱,在2 m/s的速度下与钻孔壁发生碰撞会产生塑性变形,从而降低铝合金钻杆的性能。钻杆主体段的裂纹长度1 mm时,在载荷作用下,将发生裂纹扩展,导致钻杆断裂。钻杆主体段有裂纹时,在疲劳载荷作用下,有裂纹的钻杆所能承受的载荷是无裂纹钻杆所能承受载荷的五分之一。     

提引器的改进

钻探生产中,在用双切口接头、锁接头连接钻杆时,一般的都是使用如图1所示的提引器来提升或下降钻杆。当升降钻杆时,护圈3对钻杆起控制作用,使钻杆不致从钻杆卡子1内脱落出来。为了从提引器上卸下钻杆,必须提起护圈3。因此,在操作过程中,护圈3会不断的沿钻杆卡子1的外圆表面上下滑动。由于考虑到使用条件和经济性,提引器本身的制     

长年公司预扭矩液压拧管机结构分析

长年公司研制成功的预扭矩液压拧管机,在结构上具有其独特性:①它可用于无切口钻杆的拧卸.②在卸开钻杆丝扣时,被卸开的上一节钻杆随着丝扣的卸开,也跟随升高,避免了丝扣的磨损.③在上紧钻杆丝扣时,以一定扭矩施加于被拧紧的钻杆,避免过去以人力上扣时拧得过松,预紧力不足而形成的丝扣疲劳破坏,延长了钻杆丝扣寿命.大尺寸钻杆的预紧扭矩,如在Q/CQ     

一种保护绳钻钻杆丝扣的简易方法

与普通钻杆相比,绳索取心钻杆价高、易损、寿命低.保护好钻杆丝扣,对延长钻杆使用寿命,减少钻探事故,降低钻探成本,提高钻进效率是十分重要的.钻进回次终了,打捞内管总成时.往往注意了钢丝绳对钻杆丝扣的磨损,却忽视了机上钻杆对钻杆丝扣的磨损.受主动钻杆弯曲、深斜孔等因素影响,主动钻杆与钻杆的同轴度较低,拧卸时直接磨损着钻杆母扣,开车拧卸磨损更为严重.为此,采     

φ147 mm铝合金钻杆抗内外压强度试验研究

铝合金钻杆因具有质量轻、比强度高、抗腐蚀性好、低磁等优点,在深井与超深井钻探作业中备受关注。在深井与超深井钻进中,铝合金钻杆需要承受巨大的内外压力,因此有必要对钻杆所能承受的最大内外压力进行计算与试验,对自行研制的φ147 mm铝合金钻杆进行了静水内、外压试验与弹性力学理论计算校核,7075铝合金钻杆在内压69.51 MPa时持续加压20 min,没有发生泄漏现象;最大抗外压值为107.4 MPa。2024铝合金钻杆在内压48.65 MPa时持续加压20 min,没有发生泄漏现象;最大抗外压值为72.3 MPa。试验表明,铝合金钻杆抗内、外压性能良好,从而保证了铝合金钻杆在深井及超深井钻进时的可靠性。     

反钻杆机械化

在处理卡、埋钻具事故时,往往要反回孔内钻杆,用手工操作不但费力而且有危险性。在深孔中反钻杆就更困难,损耗工具也多。根据这种情况,李鹏九同志建议用升降机反钻杆。经过多次试用,效果良好,深受工人欢迎,基本上达到反钻杆机械化。一升降机反钻杆装置（如图1）     

千米钻机简易抹管器

用途:在钻具提升时,将钻杆上的泥浆抹干净。结构:如图,一端卡在千米机变速箱下面横梁上。操作方法:由操作拧管机的人兼顾操作。使用时,按下手闸,两个扇形刮板即张开。搬动手把,使刮板靠近钻杆时,立即松开手闸,刮板由弹簧拉力合拢而围住钻杆,进行抹拭。抹管器各关节均使用轴承连接,摆动灵活,可以随钻杆提升时的摆动而摆动,并保证刮板不会从钻杆上脱出。抹完一个立根,按下手闸,将手把向外拨出。抹每个立根按上述方法重复操作。      

防止钻具折断脱扣的15条措施

一、不论钻杆磨薄或磨扁,当42毫米钻杆磨损到小于38毫米以后,禁止下入孔内。二、加强对钻杆的维护保养工作,凡弯曲的钻杆在未校直以前,严禁下入孔内,同时,为了给钻进创造有利条件,必须预先在井口准备好二根合规格直的备用立根,以便随时掉换弯曲的不合规格的立根。三、下降钻杆时,为了予防钻杆松动脱落,应尽力将钻具拧紧。     

深部地质钻探孔内钻杆动力响应特性研究

深部地质钻探时,钻杆受力条件复杂,振动形式多变且剧烈.为认识钻杆的动力学特征,减少钻杆失效风险,提高钻进效率,建立了仅考虑纵向振动和扭转振动耦合作用下的深部地质钻杆动力学分析模型,并推导了钻杆固有振动频率公式,在此基础上,借助ANSYS软件进行仿真分析.研究成果表明:在纵向(扭转)振动下,随着模态阶数的增加,钻杆的轴向...     

深海底钻机动力头的钻杆自行抛弃和冲击卸扣机构

文章介绍了深海岩心取样钻机的主要部件动力头的结构及特点。根据深海钻进的特殊情况,专门在动力头上设计了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构。这两种机构可在发生卡钻事故钻机无法回收已经深入孔内的钻杆串时,可将其自行抛弃,或由于动力头扭矩液压马达出现故障不能拧卸钻杆时,冲击卸扣机构将对钻杆丝扣进行冲击使其松动而卸扣。文章重点介绍了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构的结构及工作原理。     

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。      

软卡瓦

为了提高钻杆的硬度和强度，采用了高频淬火处理钻杆，但是在加工和使用这种钻杆时，又产生了新矛盾。如蹾管机的卡瓦卡不住钻杆而无法蹾管，原有的钻杆拧卸工具在高频管面上打滑。开始我们用相应地提高卡瓦的硬度来解决新矛盾，但并不理想。后来，对“卡瓦卡钻杆”进行了详细的分析研究，明确了卡瓦要卡住钻杆，必须使卡瓦与钻杆之间的静摩擦力大于给进力。关键是如何提高静摩擦力。     

钻杆锁接头拧卸工具简介

钻杆锁接头是主要消耗材料之一。现场使用过程中,往往有一部分尚可继续利用的锁接头随同钻杆一齐报废,有时在修复钻杆时,连钻杆一齐割断,扔进了废品堆里,即使想卸下来挑选利用,但因拧卸困难,费力很大,还卸不下来。     

反钻杆安全接头

在钻进或扩孔过程中，发生粗径钻具埋、卡、夹钻等事故，通过提、拉、打、顶等处理方法无效时，一般采用反钻杆的措施。若在钻进时将安全接头安置在粗径钻具上端，需要反钻杆时则可从安全接头以上一次反回，无需反丝钻杆或多次反回，节约大量时间，安全可靠。见下图。工作原理：内六角上导管（2）与内六角下导管（5）用反丝扣联接。内六角上导管（2）通过六方活塞（3）带动内六角下导管、反粗径迴转。需要反钻杆时，从钻杆内投     

从钻孔中提升钻具时防止冲洗液喷溅的装置

钻松软而不稳定的岩层时通常用泥浆冲孔。在这种情况下为了更好地采取岩心,往往进行干钻。为了抵消冲洗液柱的静水压力,在提升钻具之前往钻杆中投入小圆球,因而钻杆中保留有冲洗液。拧卸立根时冲洗液从钻杆中流出。喷溅在工作地点、工人身上以及装置和工具上面。     

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。     

一种预防钻杆磨损的好方法

机械岩心钻探时,钻杆是钻进工具的重要部分之一。由于不坚固的钻杆经常断裂而引起事故,因此,钻杆的坚固程度常常关系到整个工作的成效。     

断钻事故的处理

在钻探施工中,钻杆折断是一种常见的事故.当折断钻杆处钻孔严重超径或孔壁上有沟槽,钻杆断头紧靠孔壁或沟槽时,在处理过程中往往找不到钻杆断头. 对找不到钻杆断头事故的处理,若采用一般处理方法均无效,可采用冲击法处理.冲击法是冲打折断钻杆的下部,改变其断头位置的一种方法. 冲击法的处理过程是这样的:配一套1.5米左右的粗径钻具下入孔内,并使之超前折断钻杆头十     

浅谈绳索取心扭管机的性能

为适应当前推广绳索取心钻进技术的需要,应该加快绳索取心光钻杆机械扭管研究工作的进程,这对当前大量配用的立轴式钻机而言尤为重要。由于绳索取心钻杆的结构不同于普通钻杆,因此对扭管机的结构及性能参数提出了新的要求。笔者认为,扭卸绳索取心钻杆的扭管机,在结构、卡瓦形式及扭矩和转速等参数的选取上应有如下特点: 结构 1.便于控制绳索取心钻杆是高强度的合金薄壁管,钻杆和其接手外径基本相同,连接后能组成外表面光滑的圆柱。提升钻具时,尤其是当表面有泥浆和油脂涂盖时,钻杆柱接缝难于被观察,给现场准确操作带来了困难。扭管机卡瓦和夹持器卡瓦之     

关于锁接头、接箍连接的钻杆的正确使用问题

在岩心钻探工作过程中,钻杆承受着各种的应力。首先,钻机通过钻杆迴转全套钻具、克服孔内磨擦力并进行破碎岩石（尅取或研磨）,同时通过钻杆传递或平衡孔底所需的轴心压力;其次,水泵通过钻杆向孔底输送具有高压力的冲洗液以冷却钻头及排除岩粉;至于经常地提升和下降钻具,采取岩心,钻进时适当地提动钻具（特别是采用无泵钻进和钻粒钻进时须节奏地提动钻具离开孔底）也全赖钻杆进行;这