可防溅钻井液的螺旋式双作用方钻杆接头

偏心钻杆接头的设计

随着钻井技术的进步,要求钻杆接头可传递更大的扭矩以适应各种复杂的工作环境,因此对其抗扭性能研究变得尤为重要。为此,设计了一种新型双台肩钻杆接头。与一般的双台肩钻杆接头相比,新型钻杆接头增加了外螺纹接头和内螺纹接头圆柱孔部分的长度,使得钻杆接头可以保证钻杆在井下传递更大的扭矩而不发生失效。利用有限元软件建立了api标准接头和新型双台肩钻杆接头的有限元分析模型。由有限元计算结果可知,新型双台肩钻杆接头的抗扭能力明显高于api标准接头,可传递更大的扭矩。油田中应用也表明新型双台肩钻杆接头的性能优于api标准接头。

分析了某井一批双台肩钻杆接头开裂失效事故。试验分析表明,裂纹主要位于外螺纹台肩面附近的颈部和第1~3牙螺纹根部,具有沿晶、分枝扩展特征。扫描电镜断口形貌和能谱分析结果证实该批钻杆接头属于h2s应力腐蚀开裂,导致接头开裂的主要原因是钻杆接头材料强度和硬度偏高,钻杆接头内径偏大,使失效部位的应力水平增大,且钻杆接头本身承受扭矩过大。分析结果对双台肩接头的研究开发和使用具有很好的参考价值。

钻杆工具接头的抗扭强度普遍低于管体,为满足使用需要,考虑选择非api双台肩高抗扭矩接头。为此,使用i-deas和marc两个大型有限元分析软件,在sgiindig02impactr10000型工作站进行计算机仿真,对s-135钻杆接头双台肩齿面与台肩部位应力分布进行分析,并将计算结果与api标准接头进行对此。结果表明,双台肩工具接头的抗扭能力是api标准接头的1.5倍。

针对石油钻井关键产品高强度钻杆接头的使用要求,在保证强度指标要求非常高的前提下,研究摸索增加高温正火后再调质的工艺方法,以改善接头材料原始微观带状组织和纤维结构,细化晶粒,提高钻杆接头的冲击功,使该产品力学性能达到api标准的要求。

空气钻井因效率高、钻速快而被广泛应用于油气田开采,但高速气流在钻杆内的颤振及漩涡冲蚀易导致钻杆的失效与断裂,尤其是钻杆公母接头内不连续处。国内外学者大都从有限元角度研究钻杆自身的应力分布,而对杆内流体流动对钻杆接头应力荷载方面的研究甚少。笔者基于计算流体动力学方法,建立了空气钻井钻杆接头处流场的数学模型,通过数值模拟研究,得出了不同深度钻杆接头处的压强、流速及剪切应力分布。

api钻杆接头螺纹检验 1、总则 本文适用于apisspec7-2、apispec5dp标准，并依据本厂制 定的内控标准，或以订货合同规定的标准与技术条件协议作为生产的 钻杆接头螺纹的检验，包括螺纹尺寸要求及质量要求。 2、工作程序 检验人员应严格按照图纸规定检验产品。 3、检验项目 外观检查、锥度、螺距、齿高、紧密距、内外螺纹长度、台肩面 倒角直径、螺纹轴线与台肩面垂直度、台肩面平整度、内螺纹镗孔直 径、大钳吊卡长度、外径、内径。 4、检验前的准备 量具准备 检验前根据所检产品规格，准备相应的量具、量规和单向仪，并 对量具和单向仪进行有效性的检查及校对。 待检产品准备 检查前螺纹表面的乳液、铁屑等异物用压缩空气吹干净，螺纹起始 端的翻边必须去除。 5、检验频度与质量要求 外观检验 5.1.1采用视觉、手感等方法进行检验 5.1.2检验频度：每件 5.1.3质量要求 从

某公司生产的钻杆接头外螺纹在加工时出现裂纹,采用显微组织观察对开裂原因进行了分析。结果表明:该接头外螺纹开裂的主要原因是碳化物的聚集偏析造成锻造过程中偏析区产生组织过热现象,碳化物尖端和基体的结合部位由于热应力和机械应力产生的应力集中而萌生裂纹源,并在随后的变形过程中形成裂纹导致开裂。

常用钻头、钻杆接头、钻铤螺纹尺寸表 序 号 钻头、钻杆、 钻铤规格 螺纹 代号 螺纹 牙型 螺 距 (mm) 锥 度 倾 斜 角 外螺纹 锥体大 端大径 (mm) 外螺纹 锥体 长度 (mm) 内螺纹有 效螺纹最 小长度 （mm） 内螺纹 锥体 长度 (mm) 内螺纹 镗孔大 端直径 (mm) 内螺纹锥 体在端面 小径 (mm) 1φ89钻铤23/8if/nc26 v0.065 6.351:64°45′48″73.05076.279.492.174.667.78 2φ73钻杆/ φ105钻铤 27/8if-nc31 -211/2106.351:64°45′48″86.13188.992.1104.887.780.86 3φ89钻杆/ φ121钻铤/ φ127钻铤 31/2if-nc38 -

通过化学成分分析、力学性能测试、组织结构分析和高温高压模拟试验,对127mm(5″)s135钻杆接头内壁出现划痕、凹槽和腐蚀三种失效形式,钻杆的腐蚀速率和腐蚀产物进行分析研究。结果表明:该钻杆接头的材料性能符合相关标准要求,钻杆接头腐蚀机理是氧腐蚀,腐蚀产物主要是fe3o4和feooh,划痕和凹槽是由于使用不当和卡槽所致。

文章介绍了等离子弧焊的原理、设备及关键技术;总结了等离子弧焊的主要特点;提出增加送丝机,组成既可送粉焊接又可送丝焊接的两用设备。

在每年发生的钻杆失效事故中约40%是其内螺纹接头直角台肩根部的疲劳开裂。对钻杆接头水眼结构及其疲劳强度的研究发现,内螺纹接头水眼结构尺寸明显影响直角台肩根部的应力水平,直角台肩根部的壁厚是影响该部位疲劳强度的主要因素。鉴于api标准和我国行业标准均没有规定内螺纹接头的内径尺寸这一状况,应用力学计算、有限元分析及全尺寸疲劳试验方法优化设计了钻杆内螺纹接头合理的水眼结构尺寸,现场试验和现场调查均表明这种合理结构接头的直角台肩根部不再发生疲劳刺漏,其疲劳强度大于钻杆管体。

为了解决现有动力卡瓦牙板的齿尖会对钻杆造成伤害和动力卡瓦对钻杆的施力处会留下齿痕,一旦井内出现较高浓度的硫化氢就会造成钻杆氢脆断裂等问题,研究了复合接头钻杆钻井新技术及钻杆悬挂装置。该装置主要由复合接头钻杆、方瓦座、承载滑块、气缸、支承轴和螺钉等组成,可在井口对钻柱进行轴向承载,取代依靠卡瓦牙板与钻杆径向楔紧来承载钻柱重力的动力卡瓦。现场应用表明,该技术设计先进、结构简单、工作可靠,并且可减轻工人的劳动强度。

钻杆接头是石油钻柱的重要组成部分,而耐蚀性是钻杆接头性能的重要指标。通过硫酸铜点滴试验,研究了磷化液的游离酸度、总酸度、酸比、磷化时间和温度对钻杆接头磷化膜耐蚀性的影响,得出各参数的最佳范围。结果表明:控制磷化液的游离酸度12～15点,总酸度140～170点,酸比10～11,磷化温度75℃左右,磷化时间20～25min,所得磷化膜耐腐蚀性能最佳。

某井钻杆在使用中发生接头胀大和脱扣事故。采用化学成分分析、力学性能测定、宏观和微观组织检验、尺寸测量及钻杆的力学分析等方法对其进行了分析和讨论。结果表明,钻杆接头材质符合标准要求,钻杆接头在使用过程中胀大失效的原因主要是井下扭矩超过了钻杆接头的承载能力所致。

1·问题的提出在地质勘探中,钻机通过钻杆和各种管接头将扭矩和轴向压力传到钻头,从而对岩层不断地进行破碎。因此钻杆管接头除了外表面不断与孔壁岩层发生摩擦外,还承受巨大的弯曲扭转及冲击力的作用,而且管接头的丝扣处还容易产生磨损变形。根据钻具的工作条件,要求钻杆的接头必须具备强度高、韧性好、表面耐磨性高、抗弯力强。因此钻杆接头一般采用合金结构钢(如

在拧卸钻杆时为了保护动力头钻杆接头,防止其磨损,通常的做法是在该接头处联接一个保护接头。设计了一种防松器,在卸扣时防止保护接头与动力头钻杆接头脱开。这种防松器结构简单,使用方法简便。

现用防溅钻井液的方钻杆接头结构单一，防溅效果差。主要存在两点不足：①采用直接关闭方式，夹在阀体与阀座之间的干涉物滞留其中，影响密封效果；②只有1，个弹簧起作用，阀座对阀体的撞击力大，使用两三口井后阀体和阀座的耐磨硬镀层被破坏，丧失密封作用。牡丹江建材石油机械厂赵厚良等于2004年研制出的可防溅钻井液的螺旋式双作用方钻杆接头经现场应用表明可大大改善这种状况。

钻杆接头和转换接头失效的形式主要有过量变形、断裂和表面损伤三类。其中断裂失效表现为过载断裂、低应力脆断、应力腐蚀、氢脆断、疲劳和腐蚀疲劳断裂。它们产生的原因和破坏发生的特点都不一。文内以5个例证分别进行分析,并提出预防的措施。

运用有限元分析软件solidworkssimulation,对螺杆桩机钻杆内、外六方接头建立了有限元模型,在对其进行静力学分析的基础上,以两种接头的两种工况为例,进行强度和疲劳分析对比,提出了锻热淬火代替传统调质热处理的工艺,提高了零件的强度,节约了材料成本。

钻杆接头的优化处理需要从很多方面进行考虑,这就要求在材料和热处理方面必须进行严格的规定。这样才能保证接头的韧性和强度要求,达到延长寿命的要求。本文结合钻杆接头的损坏原因作了一些分析,提出了相应的处理方法,并对钻杆接头进行优化设计,来达到增加钻杆疲劳寿命的的目的。

疲劳损坏是导致矿用钻杆接头失效的主要原因之一。以准50的六方形钻杆接头为研究对象,采用solidworks建立接头主要零部件的三维模型,导入ansys对其进行有限元分析。利用42crmo材料的s-n曲线,得到钻杆接头的疲劳寿命、应力集中分布情况,为合理地使用矿用钻杆和进一步的优化设计、改进结构提供了理论依据。