山地丘陵地区便携式钻机钻杆接头防松器设计与使用

偏心钻杆接头的设计

一种防卡型钻杆接头

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。

该文对一种凿岩机械的自动换杆库进行设计说明,强调其机械结构的组成与换、卸杆动作顺序,阐述其设计优势。

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。

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。

本文介绍了一种新型的双台肩钻杆接头的结构、原理和应用情况。并以实例说明了该接头在提高抗扭强度、降低钻井时的水力损失和增加钻杆灵活性等方面的作用。

本文介绍了一种新型的双台肩钻杆接头的结构、原理和应用情况，并以实例说明了该接头在提高抗扭强度，降低钻井时的水力损力和增加钻杆灵活性等方面的作用。

随着陆地钻机在石油开采等行业中的普遍应用,让企业工作效率得到了很大的提高。不过随着钻孔深度的增加,钻机钻杆起升成为了一个技术性较强的工作环节,从目前来看,我国部分企业仍旧采用气动绞车或吊车来实现钻杆的起升,这样不仅存在一定的不稳定性,同时工作效率也较低。本文从陆地钻机的角度出发,在传统钻杆起升基础上,对陆地钻机钻杆自动起升系统的设计与优化进行探讨与思考。

针对钻杆接头反台肩处存在的外加厚过渡不全及几何缺陷,在静态纯弯曲条件下,用电阻应变片测试了所引起的应力集中系数.通过弯曲疲劳试验对钻杆使用寿命的影响规律进行了试验研究.结果表明,这种缺陷对钻杆寿命影响很大,在台肩深度相同时,缺陷半径越小,钻杆寿命越短.对钻杆接头缺陷的检验标准与钻杆的分级管理提出了合理建议.

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。

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。

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。

专利号：zl200620044752．9 专利权人：宝山钢铁股份有限公司 设计人：赵鹏

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。

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。

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。

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。

钻杆受到钻井液的冲蚀会有不同程度的损伤,若在钻杆接头部位出现冲蚀坑就可能使钻杆失效,引发钻井事故。鉴于此,通过试验分析了钻井液流量、粘度、密度、钻井液中固相颗粒体积分数及固相颗粒粒径对钻杆接头冲蚀量的影响规律。结果表明,钻井液密度对钻杆接头的冲蚀影响基本可以忽略;钻井液流量与粘度的增大会导致冲蚀量增大;固相颗粒是造成钻杆接头冲蚀的主要原因,固相颗粒体积分数的增大与粒径的减小均会导致冲蚀量增加。冲蚀量较大的位置在钻杆内外接头结合处、公接头与钻杆本体焊接后端台阶处以及公接头出口处。因此,应在强度等条件允许的情况下,改进钻杆接头部分的结构与尺寸,使流动平稳地过渡,防止因截面突变而引起涡流的产生或流速的加快,以尽量减少冲蚀量;在钻井过程中,应当采取切实有效的措施加强对固相的控制。