定向钻施工中钻杆受力及断裂原因分析

以杭州西郊调压站一之江调压站高压管线工程为例,针对工程中出现的钻杆断裂问题,进行钻杆运动状态及受力分析,并计算出钻杆所承受的最大应力值,与钻杆的性能参数相比较,找出钻杆断裂的原因,从而采取措施保证该工程的顺利完工。     

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。     

绳索取心钻杆超声波探伤方法分析研究

对绳索取心钻杆断裂的原因进行了分析,对超声波探伤绳索取心钻杆方法进行了研究,对具体探测方法、探测仪器和探伤过程进行了分析。对有效预判绳索取心钻杆断裂、降低孔内事故发生率和减少经济损失具有一定的现实意义。     

顶板高位大直径水平长钻孔配套钻具研制

针对煤矿井下顶板高位大直径水平定向长钻孔施工中常规钻杆出现粘扣、弯曲、断裂等问题,分析了钻杆柱的工作状态,建立了顶板高位大直径长钻孔钻杆柱受力模型和有限元分析模型,明确了钻杆失效的主要原因,通过优化螺纹牙型和接头连接形式,研制了φ73 mm高韧性高强度钻杆,解决了定向钻孔扩孔钻进时钻杆断裂、粘扣等问题,满足了顶板高位大直径定向长钻孔的施工要求。     

钻杆疲劳断裂寿命分析

在Instron电液伺服机上对钻杆钢进行实验及数据处理的基础上,本文从理论上进一步分析了钻杆的断裂寿命,特别是最大挠度位置正处于钻杆薄弱部位(裂纹处)时,最易导致失效.本文一方面抽象了两种裂纹模型及相应的应力强度因子,另一方面借用材料力学和断裂力学导出了弯矩计算式及钻杆疲劳断裂的寿命表达式.对45MnMoB钢所制的φ50钻杆的寿命进行了估算,其结果是令人满意的.     

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。     

ф50内丝钻杆螺纹部位断裂的分析及螺纹结构改进的探讨

在小口径金刚石钻进中，因钻杆的断裂而带来孔内事故造成时间和经济上的损失是时有发生的。φ50内丝钻杆（不加厚型）与φ50外丝钻杆（内加厚型）在施工中断裂的情况是相似的，按其断裂部位划分，可分为三大类：1．钻杆中部折断；2．在螺纹前端碎裂；3．接近螺纹终点部成环状断裂。几年来，我队在钻探施工中（原开动钻机3—5台，现开动钻机9台，均采用小口径金刚石钻进，口径为φ76、φ56两级）所发生的钻杆断裂，按其发生的次数来看，第一、二种断裂类型很少发生，而较多出现的则是第三种类型（占90％以上）。因此，减少螺纹终点部位     

矿用高强度钻杆关键制造工艺技术分析

在瓦斯抽采钻孔施工过程中,钻杆承受复杂交变应力的作用,往往从焊缝区断裂,选用合理的摩擦焊接工艺和热处理工艺生产钻杆,增强钻杆焊缝区的机械性能,是延长钻杆服役时间的有效技术途径。     

外丝钻杆丝扣部位的折断与丝扣的结构改革

钻杆的折断会给钻探施工带来严重的影响。如果地层复杂，危害更大。因此，如何减少和消灭钻杆在孔内的折断是钻探生产中的重要课题。钻杆在钻孔的断裂情况按断裂位置分为两种：一种是属于中部断裂，一种为头部丝扣部位的断裂。钻杆丝扣部位的断裂，当热镦粗的工艺正常，其断裂的原因主要是原丝扣部位的结构不合理所造成。但是原丝扣结构有那些不足？如何改革？装配检验技术条件要达到什么样的要求？如果这些问题不搞清楚，就会造成加工上的困难，实际使用中不易收到理想的效果，为此，本文作一些分析和介绍。     

煤矿用钛合金无磁钻杆的中试研究

目前,国内外煤矿坑道水平定向钻探用无磁钻杆材料均选用铍铜QBe2（ C17200）,该合金材料的延伸率低,钻杆易出现断裂事故。为解决这一问题,研究了高强度钛合金钻杆,探讨了钻杆的材料选择及螺纹结构设计。试验了钻杆的加厚工艺,其强度达到了设计要求,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。     

直径67mm内丝钻杆及接头螺纹断裂分析及改进

直径６７ｍｍ内丝钻杆及接头螺纹断裂分析及改进济南钢铁总厂水文公司王继新济铁矿山大帷幕堵水工程Ｄ２８号孔，钻杆母扣、接头蘑菇头母螺纹断裂后处理时间占该孔钻进时间的８．４７％，严重影响了钻进效率。如何减少和消灭钻杆、接头螺纹的折断事故，是该工程钻探生产中...     

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。     

镦粗对钻杆断裂的影响

为增加钻杆螺纹的连接强度,适应螺纹结构上的需要,钻杆两端往往要镦粗加工.由于地质队设备条件所限,镦粗后都不再进行热处理.钻杆端部螺纹是应力最集中的地方.镦粗质量好坏,对钻杆的使用影响很大.钻杆工作时多在螺纹处断裂. 钻杆镦粗工艺主要由加热、镦粗、镦后冷却三个环节组成,任何一个环节的疏忽都将给最终性能带来严重影响.     

对钻具断裂和预防的探讨

钻探工作中钻杆断裂事故频繁发生,给钻探工作带来危害,据江苏各队反映,目前钻杆折断事故较多,有的机台一天断2～3次,严重影响钻探生产任务的完成,绳索取心钻杆折断情况更为普遍,使用寿命不长。因此认真分析钻具折断原因,采取积极预防     

钻杆接头断裂失效分析

某钻孔临近煤矿采空区,采用正循环气动潜孔锤钻进,钻至110m时发生了钻具断裂事故。针对施工过程中出现的钻杆接头断裂失效情况,结合该孔的施工工况,通过对断口进行宏观分析及理化性能试验,结果表明:钻杆接头断裂的主要原因为岩屑上返过程中在钻具外径突变处发生沉积,造成钻杆接头与岩屑剧烈摩擦,造成接头严重磨损,同时产生高温,致使岩屑与接头基体金属熔结为一体,并使金相组织发生了奥氏体转变。高温奥氏体组织硬度、强度大大下降,而变形能力大大提高。在拉力、扭转等应力的作用下,最终在该处薄弱部位发生了过载断裂。     

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。     

煤矿井下用φ73 mm高韧性高强度钻杆的研制及应用

针对常规外平钻杆在施工大直径定向长钻孔易发生断裂、弯曲黏扣等问题,分析其失效原因,优选了钻杆材料,研制出φ73 mm高韧性高强度钻杆（High Toughness and High Strength Drilling Pipe,HHDP）。通过性能检测和现场试验:钻杆整体抗扭能力达到20 kN·m,抗弯能力达到2°/3 m,施工大直径定向长钻孔时,千米扩孔进尺钻具事故率约0.26次/km,约为其他同规格钻杆的18%。      

威猛V—Rod钻杆

水平定向钻对钻杆的要求是高于石油钻井的,面对高扭矩、大回拖力,使用的钻杆都需要频繁承受弯曲负载,反复使用,而威猛的V—Rod钻杆则专为水平定向钻施工设计,采用独家定制高性能合金材料,拥有特殊的抗磨损和抗弯曲性能,采用单根整体锻造和特殊热处理工艺,整根钻杆的强度和硬度均匀一致,避免了局部应力集中,不像普通焊接钻杆般因杆身软和接头硬而容易断裂。加大的钻管直径提供额外的拉伸强度,     

绳索取心钻杆丝扣结构力学仿真分析

以饱89 mm绳索取心钻杆为分析研究对象,对其连接丝扣部分建立准三维模型,运用CAE有限元软件AN-SYS对其进行接触非线性力学分析,得出钻杆连接丝扣处等效应力及变形云图,结果显示最大等效应力出现的位置及变形状态与钻探现场钻杆常见断裂位置及形态完全一致,表明所采用的研究手段和方法切实可行。     

钻探管材用丝扣油简介

自从发现丝扣油和上扣系数（COEFFICIENTS OFMAKEUP）是钻杆接头强度、螺纹耐磨性和产生断裂的重要因素，近些年来在石油和地质矿产钻探工作中，人们开始重视并研究了钻探管材（包括钻杆、钻铤和套管）用丝扣油类型。如美国石油协会（API）