ARO型四臂锚杆钻车用新型干式吸尘钻杆的研发

针对ARO型四臂锚杆钻车所需的国产Ф22×5-2200、2500 mm干式吸尘回转钻杆的弹性不足、质量波动大、出现早期断裂和弯曲的问题,经多次现场试钻调查和残体分析,并结合所积累的信息和经验,从Ф22×5 mm管坯以及钻杆的几何结构参数、钢种、钢质标准、钢管冶轧工艺、钻杆制造工艺(含机加工、热处理、表面强化)和使用技术等6个方面,进行了系统地创新和改进,机械性能与质量稳定性全面提升.

锚杆钻机用组合式钻杆的研制及应用

为了解决传统钻具在锚杆钻机钻孔过程中出现的拌网、卷网及遮盖问题,介绍了组合式钻杆的结构设计、研制过程、主要特点和现场应用情况,并结合我国煤矿的发展趋势,展望了组合式钻杆的发展前景。

四臂锚杆钻车用新型干式吸尘钻杆的研发

国内生产的ARO型四臂锚杆钻车用!22×5-2200、2500mm干式吸尘回转钻杆,矿山反映弹性不足,质量波动大,出现早期断裂和弯曲。通过多次现场试钻调查和残体分析,从!22×5mm管坯以及钻杆的几何结构参数、钢种、钢质标准、钢管冶轧工艺、钻杆制造工艺(含机加工、热处理、表面强化)和使用技术等六个方面,进行了系统的创新和改进。研发的《天隆》1#、2#、3#、4#等四个系列的新型干式吸尘钻杆,机械性能与质量稳定性均获矿方好评。

一种引进连杆钻镗夹具的改进

连杆是典型的杆类零件,也是发动机生产装配中必不可少的零件。我厂是摩托车发动机的大型厂家,为进行连杆毛坯大小孔成形加工特从台湾地区引进了FV-800A加工中心,并随机引进连杆大小孔成形钻镗夹具。 该加工中心能一次装夹8个工件。

轻型钻杆钻水平井

英格兰的Harwell实验室AEA石油服务公司组织一些公司研究转质抗弯钻杆。钻水平井需要轻质的钻杆。对于某些类型的地层来说,水平井可能已成为唯一的钻井手段。轻质的钻杆可以降低生产井钻井的费用。研究的一个重要课题是确定复合材料是否能用于制造轻质钻杆。

直连绳索取心钻杆分区热处理技术研究

为了提高绳索取心钻杆的性能,对直连绳索取心钻杆的受力情况、结构特点以及传统处理工艺进行分析,提出了分区热处理的工艺。通过对两端进行热加工处理,使钻杆中间管体区域和两端热处理螺纹区域性能出现差异,提高两端综合强度的同时改善螺纹部分的受力状态,可使钻杆柱既具有高强度又兼具柔性,大幅提高钻杆机械性能以及耐磨性。其中调质硬度HRC33~38能在保证管体延伸率与正火、回火基本一致的情况下,强度提高37.7%,硬度提高40%,抗冲击性提高46.7%。调质硬度HRC38~42时,材料的耐磨性提高9.1%。更适合全液压钻机施工及深孔钻进,为钻探施工提供了钻机、钻杆配套性的优选方案。

大通孔附壁式多通道穿线钻杆的结构设计与制造工艺研究

开发了一种大通孔附壁式多通道穿线钻杆,可增大钻杆的过流面积,降低钻井液循环压降,提高排渣能力。对试制的钻杆进行试验,钻杆接头螺纹抗扭性能55000 Nm;单根钻杆通缆装置电阻0.08Ω,通缆装置与钻杆外壁的绝缘电阻15 MΩ。新型通缆装置结构合理,加工工艺可行,可实现大孔径顶板高位定向钻孔和信号高速、稳定传输。

过钻杆可控释放与无线通信仪器设计

在存储式仪器过钻杆测井操作下,为监督井下仪器状态,提高测井安全性能与时效性,文章为MLIS电缆直读/存储多模式满贯测井系统(73系列)设计智能释放与无线通讯仪器。该仪器可以实现井下仪器的预置条件控制释放与过钻杆井下仪器串打捞。在仪器下放过程通过短距无线通讯可以获取并监控井下仪器状态,控制井下仪器执行特定操作,比如密度仪器的收臂等动作。室内环境与模拟环境测试表明,该仪器能够在复杂的井下环境满足过钻杆存储测井功能。

四棱钻杆在松软煤层瓦斯钻孔施工中的应用

本文针对松软煤层瓦斯钻孔施工面临的难题,针对软煤钻孔孔壁失稳分析,结合三棱钻杆和刻槽钻杆优势,设计研发了一种新型四棱钻杆。通过现场工业试验,四棱钻杆相对其他常用钻杆,在正常钻进和造穴单位时间内的排渣量效率有明显提升,且极大降低了钻孔偏移度,保证了钻孔成孔精度,为解决松软煤层瓦斯钻孔成孔难题提供了一种新型钻杆设备。

三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。

棱状钻杆应用于松软突出煤层钻进强度匹配研究

为解决棱状钻具的强度匹配问题,应用实体设计和数值分析软件,建立不同结构棱状钻具力学分析模型,对其进行强度分析,优化棱状钻具结构。分析结果表明,常规棱状类钻具整体强度匹配不合理,丝扣位置存在受力薄弱点,安全系数较低且整体分布不均衡。可采取加大接头直径、优化接头及棱边结构、应用摩擦焊接工艺等技术手段提高棱状钻具整体强度;改进后的棱状钻杆,整体安全系数分布均衡、波动小,钻杆整体力学性能得到了有效的提高。通过工程应用,解决了煤矿复杂条件煤层钻孔施工丢钻、断钻频繁的被动局面,平均深度超过了设计深度,钻进效率提高20%,未出现断钻、掉钻事故。

全风化花岗岩钻杆水平后退式注浆技术研究

研究目的:由于富水全风化花岗岩易遇水软化、崩解、甚至流淌,造成钻孔塌孔、成孔困难,导致采用常规的前进式分段注浆工艺孔底注浆效果不好,为了解决这一问题,在现场试验了钻杆水平后退式注浆技术。研究结论:采用钻杆水平后退式注浆可获得较好的注浆效果,但在注浆过程中应严格控制工艺和技术参数,为获得更理想止水的效果,建议采用部分超细水泥或溶液型浆液。

高钢级钻杆韧性指标的研究

随着超深井、定向井等先进钻井技术的应用,高钢级钻杆G105和S135大量使用,钻杆疲劳失效事故频频发生。高钢级钻杆在失效过程中疲劳裂纹稳定扩展长度为60～80 mm。推导出钻杆发生'先刺后断'失效模式的材料韧性指标——冲击功的计算公式,并首次提出应力强度比系数的表示方法。计算结果表明:钻杆材料的冲击功要求值随钻杆临界裂纹长度、应力强度比系数平方和钻杆钢级的增加而增加;为了保证高钢级钻杆发生'先刺后断'的失效模式,冲击功要求值应不低于80 J,抗硫钻杆的冲击功要求值应不低于110 J。

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。

DDZ5—18—350牛头钻杆吊卡断裂分析

对ＤＤＺ５－１８－３５０牛头钻杆吊卡三维应力场进行分析后，采用有限元位移法，求解危险截面处不同深度和形态表面角裂纹的应力强度因子，给出了应力强度因子沿裂纹前沿的变化规律。根据有限元数值，拟合出关于角裂纹特征参数的无量纲应力强度因子表达式，为预测带裂纹的牛头钻杆吊卡的承载能力、剩余寿命、确定探伤周期和制定判废标准等提供了必要的断裂分析参数。

某井S135钢级钻杆腐蚀失效原因

某井S135钢级钻杆在钻进约2 395 m时发生腐蚀失效。采用宏观形貌、断口形貌观察,显微组织分析,化学成分、硬度、腐蚀产物成分测试对其失效原因进行了分析。结果表明:该钻杆的失效方式为腐蚀疲劳失效,钻杆内壁的氧含量偏高及内壁加厚过渡带区域存在应力集中,导致加厚过渡带区域发生严重点蚀,点蚀坑底部萌生疲劳裂纹并扩展,最终钻杆失效;建议使用内壁带防腐涂层的钻杆,并在钻井液中添加缓蚀剂,降低溶解氧对内壁的腐蚀作用,同时优化井深结构,减缓内壁加厚过渡带区域的应力集中。

可调角度弯钻杆的研制

在处理井下事故特别是藏鱼头事故时，由于鱼头不居中，甚至贴在井径变化较大处，因此很难实施普通打捞。现场普遍采用可弯肘节和折弯钻杆的方式进行寻找落鱼，实施打捞，有可能多次折弯钻杆，造成浪费，甚至造成井下更复杂情况的发生。根据这一情况，设计了可调角度弯钻杆。可调角度弯钻杆由上接头、花键体、调整套、下接头等组成，通过调节调整套和花键体等机构，可实现弯钻杆0°-4°调节。已完成可调角度弯钻杆的样机制造，并在多口井中进行应用。结果表明，采用可调角度弯钻杆可有效实施藏鱼头打捞，井口调节方便，应用取得了成功；单井可节约近30万元。

φ73mm(S135)直连型钻杆的研制及应用

为解决小井眼钻井、小井眼水平井钻井和φ139.7 mm套管开窗侧钻井中输送测井仪器和钻水泥塞的技术难题,研制了φ73 mm(S135)直连型钻杆。其钻杆接头与管体一体化,不需要摩擦焊接,通过减小API规范φ73 mm钻杆的接头外径和设计新型钻杆螺纹,增大了接头外径与井眼的环空间隙,满足在深井中输送测井仪器和钻水泥塞施工的要求,保证了井下安全。现场应用情况表明,该钻杆抗拉、抗扭和密封性能可靠,机械钻速明显提高,钻井施工更加顺利。