长螺旋钻杆的磨损对钻进影响初探

通过分析钻杆过度磨损的原因和后果,从破碎功和钻杆受力两方面分析影响钻进效率的原因,提出解决问题的方法。     

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。     

关于金刚石钻头绝对磨损和相对磨损的试验研究

本文阐述了在苏联伊尔库茨克工学院金刚石钻进试验台上钻进花岗斑岩时取得的试验研究结果。本文作者根据此试验结果确定出了金刚石孕镶钻头的绝对磨损、相对磨损与钻头压力、钻头转速、冲洗液量、胎体硬度的关系式。利用这些钻头磨损的数学模型就可确定出与钻头最优绝对磨损、相对磨损相应的最优规程参数来。     

金刚石绳索取心钻杆接头上扣扭矩的有限元分析

在分析S71绳索取心钻杆接头结构参数的基础上,建立了其上扣扭矩计算公式。给出了利用ANSYS对钻杆接头进行上扣扭矩影响分析的实现方法。所得结果与实际情况相符,可用于最佳上扣扭矩的计算及钻杆接头螺纹参数的优化研究。     

外丝钻杆螺纹的滚压加工

影响滚压螺纹质量的因素是滚压设备和滚压工艺。现有钻杆滚丝机在设计上存在的问题是滚丝轮与钻杆在滚压加工中存在滑动;滚丝轮螺纹和钻杆螺纹的螺旋角有误差。新的滚丝轮设计依据滚压的2个基本条件、设计所需的8个主要几何参数和7个计算公式,克服了上述2个缺点。热滚压和冷滚压两种滚压工艺各有优缺点,前者工序简单但滚压的螺纹易变形,后者钻杆螺丝不易变形但工序复杂。新的滚压工艺——复合滚压,是热滚压和冷滚压的综合。     

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。     

钻井利器的故事之“铝合金钻杆”

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为“入地”重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是“伸入地壳的望远镜”。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。     

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。     

减少旋挖钻机主卷扬钢丝绳磨损的方法探讨

从旋挖钻机天轮支架的结构型式,卷扬滑轮材料的选取及热处理、卷扬卷筒的设计要素、钢丝绳的选型、施工时底盘的放置状态、卸土方式、以及提引器的润滑等方面探讨了减少旋挖钻机卷扬钢丝绳磨损的有效方法。     

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。     

无钻杆冲击挤密用穿孔器的研制

无钻杆冲击挤密施工法是非开挖地下管线施工方法中的一种。垂直孔的潜孔锤与孔壁间有间隙 ,可作为排气通道。而水平穿孔器外表面与孔壁始终接触 ,压气由胶管进入 ,它的排气通道要设计在自身内部 ,排气和退回机构是它的两个特殊机构。性能参数确定采用计算机优化。经在四平等地使用 ,最大使用孔长达 70m ,最大钻进速度为 15m /h。     

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。     

河南新蔡铁矿绳钻工艺出现的问题及其对策

为开展铁矿绳钻工艺深孔钻进工艺研究,选择在新蔡铁矿ZK5604勘探孔进行试验.该上部覆盖层第四系及新近系采用普通钻进工艺钻进至668.49m,Φ152mm钻头扩孔后下人Φ114.3mm套管661.82m,后改换XJSΦ77mm绳钻钻进.当钻进孔深730多米后,频繁出现Φ71mm绳钻钻杆和接头断裂现象,造成绳钻钻进中断,下部地层采用Φ94金刚石钻头普通钻进工艺继续钻进至终孔深度1 412m.分析认为:绳钻钻杆疲劳破损、钻孔级配不合理、设备故障和操作不熟练是造成频繁事故的主要原因,并提出相应的技术对策,为该区的绳钻工艺研究积累了资料.     

盾构机刀盘磨损修复技术的应用实践

刀盘是机械化盾构机的掘削机构,具有开挖地层、稳定开挖面、搅拌渣土等功能,并承受大扭矩、大推力和冲击载荷的作用,其工作状况非常恶劣.因此,刀盘在盾构推进过程中将会不可避免地出现磨损.通过工程实例,介绍了盾构机刀盘磨损修复的技术应用.     

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%。      

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。     

XJY950高钢级精密绳索取心钻杆用无缝钢管的研制

阐述了研制深孔、特深孔应用的高钢级精密绳索取心钻杆用冷拔无缝钢管的技术思路,介绍分析了XJY950冷拔无缝钢管的材料选择和制造工艺优化过程,并对该产品的钻探应用提出了技术建议。     

钻具切割用聚晶立方氮化硼刀具的摩擦学研究

在钻探工程中遇到孔内事故时,经常采用割刀来切割事故钻具,然而在切割事故钻具的同时也会涉及到切割周边岩石的问题。本研究针对刀具切割岩石的复杂工况条件,设计了不同退火温度下的聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride Compact,简称PCBN）复合片对磨Si₃N₄球的摩擦磨损试验,采用了光学显微镜和X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）等表征方法,分析了退火温度对PCBN的影响和PCBN对磨Si₃N₄球的摩擦学行为。结果表明：高于800 ℃退火处理,PCBN粘结剂氧化生成TiO₂。当800 ℃退火的PCBN对磨Si₃N₄球时,出现轻微的粘着磨损;900 ℃退火的PCBN对磨Si₃N₄球时,粘着磨损现象加重;然而,1000 ℃退火处理后,磨痕处磨粒磨损和粘着磨损共存。且PCBN对磨Si₃N₄球时,摩擦系数与退火温度有关。