旋转台肩式螺纹的粘扣问题分析

螺纹粘扣是钻具失效的常见形式。旋转台肩式螺纹在目前的钻具螺纹中占很大比例。通过对旋转台肩式螺纹粘扣产生原因的分析,指出材料、加工和使用因素对螺纹粘扣都会产生直接影响。提出了预防粘扣的主要措施。     

地质管材螺纹间隙及其计算

地质管材螺纹广义地说应包括所有井下钻具的连接螺纹。即：套管（及其接头）螺纹；岩心管（及其连接接头）螺纹；钻杆（及其接头）螺纹；钻头螺纹；扩孔器螺纹。目前，国内外广泛地以特殊梯形扣用于地质管材连接。其原因是：它与矩形扣相比较，特殊梯形扣能增大螺纹强度，便于加工，延长刀具寿命，增加密封面；与V型扣相比较，特殊梯形螺纹强度保持率高，耐磨，不易滑扣，易于拧卸。     

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。      

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）     

钻杆动力钳的应用与改进

钻杆动力钳的使用大大钻井工作效率,不过,使用中也暴露出一些问题,比如:不同规格的颚板和堵头螺钉容易错配使用;拧卸反丝钻具时容易超扭矩上扣,卸扣无力;拧卸套管时,浮动体上下浮动行程小,容易损坏套管螺纹和动力钳;动力钳液压站长期无效空载运行,产生能耗、噪音和磨损等。针对上述问题,从动力钳的工作原理出发,结合现场实际情况,采取了配置专用周转箱,相同规格的颚板和堵头螺钉同箱存放、同时更换;在使用反丝钻具时,把进出液压马达的两根油管互换位置;在动力钳移送气缸的气路上增设"气控电"开关;完善操作工艺流程等措施对动力钳进行了适当改进。现场应用表明,改进后动力钳,不仅提高了钻井效率,降低了职工劳动强度,而且还提升了企业的核心竞争力和技术装备水平。     

厌氧胶对粘结套管及绳索取心钻杆丝扣的应用效果

大连红卫化工厂生产的 Y—82型及 GY—340型的厌氧胶(全称为厌氧性密封粘合剂),在小口径金刚石钻进中,用来粘结套管及绳索钻杆丝扣,对提高丝扣部位连接强度及保护丝扣,防止脱扣及丝扣部位折断事故具有明显效果。在板石沟矿区117孔中,孔深290m 以上为大理岩层,破碎坍塌严重,下入φ73套管298m 后,仅钻进30m 就发生套管反扣事故。采用厌氧胶后钻进至500m 而没有发生这类事故。金斗矿区715孔用绳索     

Ф〉73加强型非开挖钻杆的研制

本文主要通过分析接头螺纹的受力状况及有限元分析,从扣型,材质,热处理和工艺方案等多方面进行了独特的改进和创新,大大提高了非开挖钻杆的连接强度,减少了折断率,带来了良好的经济效益。     

深孔绳索取心钻杆抗拉脱能力有限元分析

针对深孔施工过程中钻杆接头螺纹拉脱、杆体拉断等问题,以非线性有限元理论为基础,运用大型通用有限元软件对不同扣型不同参数下绳索取心钻杆螺纹副在拉伸及拉扭条件下的抗拉脱能力进行了分析计算。研究结果表明,螺纹副锥度相同时,负角度梯形扣的抗拉脱能力最强,不对称梯形扣的抗拉脱能力次之;同一扣型条件下,锥角变小时,螺纹副拉脱力呈现出先降后升的变化趋势;对于负角度梯形扣,随着负角度的不断增大,其抗拉脱能力有所增加;相对于拉伸,拉扭条件下螺纹副受力较为复杂,其抗拉脱能力略有降低。      

深井中钻铤螺纹联接的强度研究

改进了文献（１）中的理论模型并利用一种修正的弹簧模型,通过对石油钻柱接头螺纹的受力分析,分别建立了上扣扭矩、轴向外载作用下螺纹载荷分布的计算模型详细分析了螺纹载荷分布规律,指出了螺纹锥度,不同润滑脂的润滑所产生的摩擦系数,螺纹牙的弹性系数对螺纹联接的载荷分布规律的影响关系,给出了改善接头受力状态,减小应力集中的主要措施。还通过一种简单的力学模型得到了螺纹联接的极限轴向外载。     

石油钻铤螺纹联接失效的机理分析

总结和讨论了钻铤螺纹联失效的类型和失效机理,指出了现场施工中可能存在的潜在因素,还明确指出了ＦＨ型、ＩＦ型接头这所以要泡汰的原因,建议因内各油田尽力推广使用数学字型ＮＣ接头。     

金刚石绳索取心钻杆接头螺纹的优化研究

金刚石绳索取心是一种高效优质、快速经济、应用广泛的钻探技术。我国绳索取心钻杆螺纹强度低,使用寿命短,钻杆折断事故时有发生,不能满足深孔钻进的需要。以接触非线性有限元理论为基础,运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹螺距及螺纹长度等参数对螺纹强度的影响规律,并实现了对螺距和螺纹长度等的优化。研究结果表明,适当增大螺距及螺纹总长度,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,优化后的接头螺纹整体强度提高约15.4%。     

凿岩钎具正弦波形(SR)螺纹的成形原理和牙形分析——波形螺纹的旋风铣削

波形螺纹的尖刀偏心旋风铣削是一种很有前途的工艺,但其加工的螺纹牙形有一定特殊性。本文从实践和理论上对此进行了较详细的分析,导出了螺纹的牙形函数和基本参数,并和ISO作了必要的比较,对该工艺即正弦波形(SR)螺纹的应用会有一定的帮助。     

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%。      

盐穴储油（气）库水溶造腔管柱动力特性初探

针对盐穴储气库单井水溶造腔过程中管柱动力特性开展了初步探讨,认为造腔工程中,管柱在受限空间的自激振动和动力失稳是导致管柱发生严重弯曲或者破损的主要原因。初步分析了无空间约束条件下内外管柱的振动特性,得到了理想条件下管柱临界流速的计算式。计算表明,无约束条件下造腔管柱一般会由于液-固耦联振动而发生动力失稳,而且造腔内管一般会先于造腔外管发生失稳破坏。鉴于问题的重要性和复杂性,还对造腔管柱临界流速全面计算力学模型应考虑的诸因素进行了探讨,初步分析了管道轴力、液体压力、造腔循环方式、管道水平支撑,以及轴向水击和管道横向振动耦合的影响,为进一步结合工程实际开展空间约束条件下造腔管柱动力特性全面分析提出了建议。     

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。      

横肋对螺纹钢树脂锚杆荷载传递的影响

螺纹钢横肋的外形及尺寸显著影响树脂锚杆的锚固能力。为分析横肋对螺纹钢树脂锚杆荷载传递的影响,将拉拔条件下的螺纹钢树脂锚杆简化为轴对称模型,基于剪切-位移原理导出了关于剪切位移的二阶周期间断变系数齐次微分方程,对周期间断变系数进行Fourier变换,基于MATLAB求解出横肋影响下螺纹钢树脂锚杆剪切应力分布规律,并与圆钢锚杆进行对比分析;采用ABAQUS对螺纹钢锚杆受力进行模拟分析,并与理论分析结果对比验证;提出横肋应力集中因数F,对横肋的影响范围与影响程度进行了分析。研究表明,螺纹钢锚杆剪切应力沿锚杆轴向呈锯齿状递减分布;锚杆有效锚固承载区域内横肋应力集中因数F范围为[1.875,2.156];300 MPa拉拔荷载条件下横肋附近剪切应力峰值可达36 MPa,预示着锚固系统易从横肋附近损伤破坏。