钻柱腐蚀疲劳寿命评价和影响因素分析

油气钻井过程中钻柱受力复杂,容易发生断裂情况,根据现场情况评价钻柱腐蚀疲劳寿命可以为钻柱安全使用提供依据。从现场实用角度,通过轴向力、循环应力和疲劳极限的计算,对比了基于疲劳系数、寿命百分数和旋转计数的钻柱疲劳评价方法,并考虑了腐蚀的影响。分析结果表明,当在严重狗腿度的井段钻进时,弯曲应力和屈曲增加将加快钻柱疲劳失效;当对应的机械钻速降低、转速增加时,钻柱的剩余使用寿命将进一步降低;当发生较严重的腐蚀时,钻柱剩余使用寿命将迅速降低。在高抗拉井段和狗腿度变化大的井段的钻柱应定期倒换使用,以保障现场钻具安全规范使用。

钻削高速钢钻头的寿命研究

高速钢切削加工性能差,采用传统的加工方法钻削高速钢零件容易出现刀具寿命短、易损坏等问题。文章从刀具结构、涂层选择、加工冷却方式、加工程序等方面进行了针对性优化。经过多次切削试验表明,优化后钻头刀具寿命明显延长,钻头加工时所受轴向钻削力减少约50%。

锂电钻正反转开关寿命自动测试装置设计

结合工厂和生产线的实际经验,以锂电钻为例,设计一种电动工具正反转开关寿命自动测试装置。作为一种改进手段,设计的自动测试装置解决了现阶段人工测试精度低、劳动强度大等问题,旨在提升电动工具整机使用寿命和产品一致性。

ZP-205转盘润滑密封装置的改进与应用

转盘作为钻机的主要驱动装置之一,可为钻具提供持续的转矩、转速等,在钻井过程中发挥着重要作用。总结多年现场施工经验后发现,除安装误差等方面引起的转盘轴承磨损外,密封装置润滑效果不良也是导致轴承磨损的主要原因。因此,在不改变转盘主要结构和性能基础上,通过设计刚性材质的封闭式挡泥装置、改进固定方式等技术措施,形成一套改进型ZP-205转盘润滑密封装置。在现场应用过程中,该装置使油池内润滑油更换时间由2个月延长至6个月,轴承使用寿命延长25%以上,节约了润滑油使用量和转盘维修成本,缩短了钻进周期,创造了较好的经济效益。ZP-205转盘密封装置可广泛应用于ZJ15和ZJ30钻机,大庆油田目前有ZJ15和ZJ30钻机100部以上,全部配备该密封装置可以取得更好的经济效益和社会效益。

数控深孔钻削的挑战与刀具路径优化策略

数控深孔钻削是一种高效、精密的加工方法,广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域,但在实际应用中面临着刀具稳定性差、冷却润滑等诸多挑战。为了解决这些问题,提出了一种基于切削力和刀具寿命的刀具路径优化策略,实现了对深孔钻削过程的有效控制。通过试验,验证了此优化策略的可行性。

基于数据挖掘的钻完井柴油机气缸套使用寿命预测方法

目前的气缸套使用寿命预测方法难以全面覆盖运行中的复杂工况和多因素影响。基于此,文章基于数据挖掘技术,提出钻完井柴油机气缸套使用寿命预测方法。首先,整理收集到的钻完井柴油机气缸套使用寿命的影响特征数据,并进行数据集划分。其次,对数据集进行回归方程计算,探究多因素间的关系,评价并计算气缸套寿命极限。最后,对此方法进行测试。测试结果证明,该方法可以有效预测气缸套的使用寿命,有助于柴油机及时更换气缸套,确保机器正常运转。

深层页岩气连续油管钻磨桥塞技术

随着川渝地区页岩气开发迈向深层,连续油管钻磨桥塞面临深层页岩气井口压力高、套变导致卡钻、频繁起下易导致油管失效等复杂工程,严重影响到连续油管在深层页岩气改造后钻磨的作业安全和时效。通过开展连续油管钻磨桥塞难点分析、适用于川南深层页岩气区块的变径连续油管结构优化、高温环境下循环用钻磨工作液体系优化、高压下钻磨桥塞工艺优化等方面的研究,形成了满足川南深层页岩气井的连续油管高压钻磨桥塞关键技术和配套工艺措施。经川南页岩气区块现场应用84井次,卡钻等复杂情况由前期5.3%下降至3.3%,钻磨桥塞由前期的3~5趟钻缩短至1~3趟钻,安全快速地实现了压裂后的井筒清理,缩短了钻磨桥塞的时间,提高了作业效率。该技术为川南深层页岩气安全高效开发提供了技术支撑。

高性能高温合金钻头试验研究

高温合金切削加工性能差,采用传统钻头加工高温合金存在零件效率低和刀具寿命很短等问题,因此需要研制新型钻头。新型钻头从基材、涂层、几何结构到冷却方式都进行了系统性和针对性优化。切削试验表明,新型钻头的最大轴向钻削力仅为传统钻头的72%左右,孔壁的表面粗糙度Ra值仅传统钻头的1/2,切削800mm后仍处于可继续切削的正常磨损状态,与其他厂家钻头相比,磨损量小且寿命优势明显。新型钻头能够满足高温合金和钛合金钻削加工中的长寿命和高精度要求。

CYTJ45掘进钻车用钎杆应力和凿入效率分析

针对CYTJ45液压钻车凿入系统,应用冲击波理论和累积损伤理论进行了钎杆应力计算、寿命估测和凿入效率分析,并和气动凿岩机凿入系统做了比较。研究表明:采用液压凿岩机时,在传递大冲击能量情况下,钎杆应力峰值降低,钎杆凿入效率和工作寿命显著增大。文中阐明了采用液压凿岩机的冲击凿入系统在能量传递方面具有明显的优势。

江苏油田套管开窗侧钻井“一趟钻”技术

开窗侧钻井由于井眼尺寸小,设备、工具受限,实现“一趟钻”面临着更大挑战。通过分析侧钻井地质工程难点,开展“一趟钻”关键技术与工具研究。优化PDC钻头刀翼布局和流道的线性设计,增强钻头工具面稳定性及防泥包特性;优化螺杆设计,延长螺杆的使用寿命,提高输出功率,有利于提升水力清洁效果和轨迹调整的效率,确保“一趟钻”的实现。通过应用“一趟钻”钻井技术,7口井实现侧钻一趟钻完钻,钻井周期缩短90.2%。结果表明,江苏油田套管开窗侧钻井“一趟钻”技术能顺利实施,且提速效果显著,可为国内侧钻井提速提效提供有益的借鉴。

雄安新区D05井燧石白云岩地层钻头应用探索

D05井是雄安新区一眼地热勘探井,完钻井深4014.42 m,揭露了雾迷山组和高于庄组两个热储层。在高于庄组石英含量较高的燧石白云岩地层钻进中,出现了钻头严重磨损、钻头使用寿命短的状况。为解决钻探施工中的难题,进行了钻头应用探索,通过分析研究、实践应用优化,探索出了一种适宜于石英含量较高的燧石白云岩地层?215.9 mm井径使用的牙轮钻头,平衡了钻头磨损和钻进效率方面的难题。使用该型号钻头顺利地完成了D05井三开?215.9 mm孔径钻探施工任务。通过本次钻头应用探索,为类似地层钻头应用提供了参考方案,丰富了深部地热钻探工艺技术,为深部地热钻探的发展提供了技术支撑。

有序排列金刚石工具发展现状及制备工艺

本文介绍了有序排列金刚石工具与传统工具对比的优势,以及有序排列金刚石工具发展的国内外现状。通过介绍有序排列金刚石工具在工程上以及地质油气勘探方面的应用,揭示了实现有序排列金刚石设计的方法,包括真空法、粘胶法、真空吸附多工位法及包裹球法,对我国深部固体矿产及油气勘探用金刚石钻头的设计与制造具有一定借鉴意义。

矿山灾害应急救援生命保障孔钻井工艺研究

现阶段,救援钻孔在国内外开展实践,促进了地下工程和矿山应急救援技术的开展。地下工程和矿山灾害救援的有效途径,是探索的“大直径救生孔和小直径救生孔”模式。在地下工程和煤矿开采建设过程中,造成地面塌陷基本是由井下透水、爆炸、顶板灾害等,使井下工人容易被困。事故发生后,救援成功的重要因素是及时打开救援通道,提供必要的心理支持和物资。过去,地面或地下直接大直径钻孔的方法,一般在矿山事故和地下工程的救援过程中采用。由于钻井效率低、破岩断面大、施工时间长,耽误了宝贵的救援时间,往往会在隧道成功贯通时经常有人死亡。目前,迫切需要一种新的救援理念,因为传统的救援方法已经不能满足当前的救援要求,为大大降低事故人员的伤亡率。文章基于矿山灾害救援地面生命孔钻井技术,分别介绍了空气潜孔锤正循环钻井工艺和泥浆正循环钻井技术,分析了套管选择方法和小直径生命孔的结构设计,并以某城市金矿生命救援钻孔为例,根据轨迹设计理论,分析了目前生命保障钻孔技术的难点。针对该金矿救援3号生命保障孔的偏斜问题,超短距离螺旋矫正技术被创新性地提出,为后续生命保障孔施工积累了宝贵经验,取得了良好的应用效果。

可换式钻头刃口钝化对切削性能的影响实验研究

刃口钝化后的可换式钻头可提高钻削表面质量、钻削稳定性以及刀具寿命,故研究可换式钻头刃口钝化对钻削过程中的切削加工机理、切削参数优化和提高加工效率具有重要意义。利用抛光钝化机制备不同刃口钝化值的可换式钻尖,进而开展钻削实验,探究刃口钝化值、切削速度、进给量三个参数对切削力、表面质量以及钻尖使用寿命的影响规律;利用均值分析法,基于切削性能最优解给出优化切削参数组合。实验结果表明:进给量对轴向力和表面粗糙度的影响最大,刃口钝化对钻尖寿命的影响最大;基于轴向力的最优参数组合为刃口钝化值0.01mm、切削速度120m/min及进给量0.05mm/r,基于表面质量的最优参数组合为刃口钝化值0.03mm、切削速度100m/min及进给量0.05mm/r,基于钻尖寿命的最优参数组合为刃口钝化值0.03mm、切削速度100m/min及进给量0.15mm/r。

钢轨联合锯钻机床钻杆使用寿命攻关

为了提高钻杆使用寿命,降低生产成本,在对锯钻机床设备结构和钻杆样品进行分析的基础上,提出了优化锯钻加工参数、改进钻杆结构、提升钻杆冷却能力等几项延长钻杆寿命的有效措施。措施实施后,钻杆平均寿命由4 480 t/支提高至5 120 t/支,有效降低了生产成本。

浅谈钻井液冷却技术现状与前景

本研究提出一种钻井液冷却解决方案,降低钻井液温度,提高井眼稳定性,使测井仪器具有更好的操作性,更好地控制钻井液的流动并减少添加剂的用量,提高钻井作业安全性。

疲劳寿命预测模型在管端加厚过渡段的应用研究

利用有限元分析和疲劳寿命模型,研究了Φ127 mm钻杆内加厚过渡段长度Miu和圆弧半径R对应力集中系数与疲劳寿命的影响。分析认为,过渡段长度越长,圆弧半径越大,应力集中系数越小,疲劳寿命越高,但仍低于管体的疲劳寿命;当圆弧半径R≥300 mm、过渡段长度Miu≥200 mm,Miu和R对应力集中系数和疲劳寿命的影响逐渐降低,且变化幅值较小。分析认为,Morrow和Paris两种疲劳寿命预测模型在预测钻杆内加厚过渡组合的疲劳寿命时具明显优势。

金属螺杆钻具定子的等寿命加工技术研究

针对金属螺杆钻具定子相对常规定子加工成型困难、尺寸精度和表面质量难以保证的问题,分析了常用的金属螺杆钻具定子的加工技术,提出了一种以刀具动态线性化切削力模拟转子与定子间的作用力,实现定子内壁等寿命的加工方法,保证金属定子在生产作业中均匀磨损,延长金属螺杆钻具的有效工作时间。

凿岩钎头用钢及其热处理工艺研究

对高端凿岩钎头材料进行成分及工艺的优化,得到Si-Mn-Mo微合金化的新材料。调整热处理工艺,Si-Mn-Mo新材料具有高的强度、韧性及抗回火稳定性。利用该材料较高的抗回火稳定性及热膨胀系数,生产的高端凿岩钎头钢体冷却后对合金齿形成强大的固紧力,同时具有优良的强度、耐磨性和抗腐蚀性。在中硬岩凿岩作业条件下试验对比,新材料钎头同Cr-Ni-Mo材料钎头的凿岩进尺寿命相当,而材料成本下降较大。

PDC钻头发展与应用概况

PDC钻头有多种失效形式,本文根据PDC钻头失效的部位对其进行了分类,分析了PDC钻头失效的原因。从提高PDC钻头材料品质、优化制造工艺与结构几个方面介绍了PDC钻头品质提高的途径,最后总结了提高PDC钻头工作效率的方法。