石油钻杆的发展趋势分析

随着钻井工况的复杂化、钻井深度加深以及其他特殊钻井的需求,钻杆定制化生产的要求越来越多,如抗硫钻杆、超高强度钢级钻杆、特殊螺纹钻杆等高端石油钻杆。目前,国内石油钻杆生产厂家都以生产API标准的石油钻杆为主,同质化竞争严重,针对深井、深海井、高腐蚀性井等领域发展所需的抗硫钻杆、超高强度钢级钻杆、特殊螺纹钻杆等高端石油钻杆产品目前涉足厂家较少,在特殊用途钻杆市场内还未形成竞争力。石油钻杆未来发展趋势一定是以满足特殊用途的定制化钻杆为前提的高端石油钻杆。本文立足于国内市场现状,放眼石油钻杆发展趋势,为今后我国钻杆的发展方向提出建议。

多功能全液压动力头式履带钻机的研发

目前,市场上全液压动力头式履带钻机虽生产厂家较多,但产品功能都比较单一,只能适应常规水井钻井施工、工程钻孔施工或常规勘查钻井施工不能满足用户对于可施工多种钻孔的多功能全液压动力头式履带钻机的需求。我中心根据水井钻井施工、工程钻孔施工和勘查钻井施工特点,研发了带动力头变速箱的多功能全液压动力头式履带钻机,实现了一台钻机满足多种钻孔施工的需求。本文介绍了多功能全液压动力头式履带钻机ST400B的总体结构和主要优点,尤其是动力头旋转水封可调偏心轮结构、以及动力头刹车盘和浮动轴所采用的特有技术。

27CrMo-F钻杆管体热处理工艺的研究

本文介绍了27CrMo-F无缝管在不同回火温度条件下的力学性能。生产中主要通过热处理回火温度的变动来调整杆体性能,研究结果表明,540~660℃回火温度可以满足G105和S135两种钢级的性能指标,在此基础上制定出27CrMo-F G105和S135钻杆杆体的热处理工艺参数。作为S135钢级钻杆杆体热处理时,淬火温度910℃,保温时间70 min,回火温度540℃,保温90 min;作为G105钢级钻杆杆体热处理时,淬火温度910℃,保温时间70 min,回火温度620℃,保温90 min。在此参数下热处理的钻杆管体,完全满足API 5DP的各项要求。

平邑石膏矿坍塌事故5号救生孔施工工艺及钻具配置

阐述了2015年12月25日山东省临沂市平邑县保太镇玉荣商贸有限公司石膏矿坍塌事故救援中成功救出4名被困矿工的5号救生孔的施工过程。详细介绍了在抢险救援中国家矿山应急救援淮南队采用德国宝峨公司RB-T90型钻机配套河北省地矿局国土资源勘查中心石家庄探矿机械厂(河北石探机械制造有限责任公司)SG219/152型双壁钻具空气反循环钻进施工5号大直径救生孔的整个过程,包括地层情况、钻孔设计、施工工艺、钻具配置、施工过程和施工中遇到的问题以及最终的解决方法。

JGZ-1220大口径应急抢险救援工程钻机的研制与开发

本文介绍了JGZ-1220大口径应急抢险救援工程钻机的研发和试验情况。该钻机可采用泥浆正循环、气举反循环、空气反循环等多种施工工艺,转盘通孔直径达到1200 mm,是施工大直径钻孔的高效设备,主要适用于矿山应急抢险救援井、预建地面直通避难硐室的逃生出口井、矿山通风井、采空区填充井等钻孔的施工。

浅谈弧齿锥齿轮在钻机设计中的应用

随着弧齿锥齿轮的加工技术逐渐成熟,弧齿锥齿轮在钻井行业应用得也越来越广泛。针对原来钻机中变速、分动箱体及转盘等部件因为采用直齿锥齿轮而产生的噪音大、承载能力低,传动不平稳等现象,现在越来越多的生产厂家逐步用弧齿锥齿轮来替代,对提高钻机的效率使用寿命,改善工作环境等具有重要的意义。本文结合实际加工和工地施工情况,通过理论设计对变速箱锥齿轮进行了优化。

便捷式SPT-1500型拖车钻机的研制与应用

拖车钻机具有搬迁转场方便快捷、钻机调平起塔操作简单、可大幅缩短辅助时间等优点,在水井、盐井等施工中得到较广泛的应用。针对原有的拖车钻机存在的问题,研制了便捷式SPT-1500型拖车钻机。该钻机采用可伸缩钻塔解决了原有钻机两节式钻塔现场安装不方便、花费时间长的问题;可移动的天轮组解决了双卷扬提吊时的滑车对中问题,提高了工作效率,使拖车钻机真正实现搬迁转场方便快捷,省时省力,可大幅缩短辅助时间。介绍了该钻机的结构特点及工作原理,重点阐述了其创新点。

深孔及松软地层大口径绳索取心钻具的研究与应用

为解决深孔大口径及松软地层取心难的问题,推进取心钻探技术的发展,研发了一套大口径绳索取心钻具。着重介绍了大口径绳索取心钻具的结构特点、技术参数、技术创新及使用效果。应用结果表明,该大口径绳索取心钻具结构合理、各机构动作可靠、岩心采取率高,能够满足深孔及松软地层的取心要求。

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。

正循环潜孔锤实现反循环钻进双壁钻具配套研制

空气潜孔锤反循环钻进因其具有较强的携屑能力、上返冲洗液不冲刷孔壁、钻进速度快等优势,是施工大口径钻孔和抢险救援孔的首选方案。但由于反循环潜孔锤技术还不够成熟,制造成本高,使用寿命短,因此开展了用正循环潜孔锤实现反循环钻进工艺方法的研究。研制了这种工艺配套的钻具,包括大口径双壁钻杆、双壁稳定器、阻风环、正反接头等。研制的钻具在山东平邑石膏矿坍塌事故处理中得到了实践验证,完全能够达到预期目标,能够为大口径潜孔锤反循环钻进工艺推广提供硬件支撑。

新型并置式双卷扬车载钻机的研制

介绍了STC-1000型新型并置式双卷扬车载钻机的总体结构。该钻机采用并置式双卷扬机,使钻机结构紧凑且布局合理,卷扬机可互换使用,卷扬提升、制动操纵方便可靠;可移动的天车轮组解决了双卷扬提吊时的滑车对中问题;钻塔起落回路应用了防爆阀,优化了液压系统。这几项措施的应用提高了工作效率,真正实现了搬迁转场方便快捷,省时省力,大幅缩短了辅助时间。

插管悬挂式气举反循环钻具在地热井施工中的应用及改进

插管悬挂式气举反循环钻具是一种新型结构的气举反循环钻具。它不同于双壁式气举反循环钻具,而是通过插入一根独立的插管建立压缩空气通道,具有结构简单、使用方便、耐用性好、通用性强的特点。以工程实例为基础,对插管悬挂式气举反循环钻具在地热井施工中的钻具配置、专用工具及应用注意事项进行了说明,针对在地热井施工中出现的问题及改进方法进行了详细研究。

多工艺空气钻进钻具配置研究

随着多工艺空气钻进在钻井施工中应用的日益广泛,在施工应用中出现了因钻具配置不合理造成钻进效率低、应用效果不理想问题。本文阐述了作者通过对多工艺空气钻进各钻进工艺钻进原理的研究,及实际应用实验得出的钻具优化配置方案。

液压节能策略在钻机开发中的应用

本文通过对发动机负荷特性的分析,得出通过发动机外特性曲线为发动机设定科学合理的负荷率来提高有效燃油消耗率的方法。基于钻机发动机—液压系统的合理匹配及动态控制,实现取样钻机在最佳油耗点工作,达到提高燃油利用率与节能减排的目的。

浅谈大直径钻孔中的钻具打捞问题

随着煤矿瓦斯排放孔、废弃矿山治理回填孔、预制矿山救生孔等大直径钻孔施工项目的增多,大直径钻孔中钻具的滑脱事故日益增多,大直径钻孔中的钻具打捞困难问题逐步显现。大直径钻孔中钻孔直径与钻具直径差距较大,易出现钻具断裂滑脱后的靠傍现象,给钻具打捞带来极大困难,简单的公锥、母锥和打捞矛不能满足打捞要求,且大直径钻孔普遍存在孔径要求不统一,桶状打捞工具存在无法标准化问题,在发生事故后如何快速加工出适宜的打捞工具,成为了能否及时有效处理事故的关键。本文主要介绍了打捞偏钩、带扶正桶的打捞锥等大直径钻孔打捞工具及其应用实例。

1500型拖车式勘查钻机的研制与应用

本文介绍了1500型拖车式柴动勘查钻机的研发和应用实验。该钻机是用于中浅层勘查取心的便捷设备,具有运输方便、起落塔速度快、起下钻时间短、钻井效率高、工人劳动强度低、施工成本低等优点,适用于各种复杂的地质勘探钻进,可钻凿1500 m深的地质孔,也可用于水文地质勘察孔、地热开发孔、油气田的普查和勘探、工程建筑灌注桩孔等施工领域。

高强度柔性钻杆的研制与应用

柔性钻杆是超短半径侧钻水平井钻进的专用钻具。本文重点介绍了高强度柔性钻杆的设计研发过程和结构特点,以及根据高强度柔性钻杆的现场应用效果,并针对应用中发现的风险隐患进行的优化设计。高强度柔性钻杆的研制成功将有助于推动超短半径钻杆的发展。

多工艺空气反循环钻进中气盒子的应用及改进

气盒子作为高压空气进入双壁钻具的进气装置,是双壁钻具的重要组成部件。但由于原有气盒子存在密封件易磨损、主轴使用寿命短的缺点,使其一度成为制约多工艺空气反循环钻进用双壁钻具推广的瓶颈。本文介绍了新型气盒子通过设计新型结构的气室密封,设计组合密封圈,实现了良好的动密封,且降低了摩擦阻力;通过在主轴上设置可换耐磨套,解决了气盒子主轴直接与密封圈接触导致的主轴磨损问题,延长了气盒子的使用寿命。新型气盒子现场应用反馈良好,整体密封性好,既减少了维修时间也节约了成本,得到了客户认可。

风管悬挂式反循环钻进施工工艺及钻具配置

针对岩土钻掘工程领域传统钻进技术方法和工艺存在的泥浆流速慢、携渣能力差,重复破碎严重、钻井效率低、钻头磨损快、能源消耗大等问题,介绍了风管悬挂式施工工艺及常用钻具、设备配套情况。

HJ-120D多功能取样钻机的研制

针对环境监测施工的要求,我单位自主研发了HJ-120D多功能取样钻机。该钻机可实现直推给进取样及高频冲击给进取样,可以满足0~100 m深度的无扰动土壤取样,还可实现回转建井,为取水样及药剂注入提供支持。钻机履带行走通过性强,能应用于各种复杂地形,托架微调结构使钻机更易对正孔位,桅杆四向可调能实现多角度倾斜作业。钻机液压系统采用负载敏感控制系统,实现了各动作的无级调速,流量压力按需输出,节能减排。电气控制系统采用了CAN总线图形显示控制器,具有数据采集、可编程控制、虚拟仪表显示、总线传输及故障诊断等功能。通过现场试验,证明该钻机适用于多种工况条件的环境取样施工。