摩擦焊接钻杆使用效果

我队承担的甘肃省肃北县小西弓金矿区钻探任务已有三年的历史,总计完成钻探工作量约2×10~4m,钻探施工条件较为优越。但在施工中,钻杆折断问题很突出,据统计,八八年、八九年所使用的φ450mm外丝钻杆,平均折断频率为6.28m/次。由于钻杆的频繁折断,严重地影响了钻探生产效率的提高,造成了材料浪费,加大了钻探施工成本。对钻探折断的原因,经观察,分析可归结为以下三点:     

插接式螺旋钻杆的摩擦焊接工艺

随着螺旋钻进技术的发展,插接式螺旋钻杆已被广泛地应用于松软煤层的钻孔施工中。本文介绍了插接式螺旋钻杆的结构特点,通过在加工中应用相位摩擦焊接技术,从而保证了钻杆连接处螺旋叶片流线的连续性,提高了钻杆的钻进效率。     

钻杆的惯性摩擦焊接

摩擦焊在美国的专利发布可以追溯到1891年,那时用来描述利用摩擦热连接缆线。接着在欧洲进行了一段时间的研究,德国和英国都有许多的专利发布。1956年,俄罗斯发布了一个将摩擦热用于焊接的专利,这也被视为最早的摩擦焊专利。 20世纪50年代,卡特彼勒研究中心开始研究摩擦焊。他们设想利用储存在一个惯性物体中的能量来提供焊接所需的热量。这项工作最后导致1967年最早的惯性摩擦焊机专利的诞生。惯性摩擦焊是一个金属结构重组的过程,很象锻造。它跟     

Ø73 mm ×5 mm 薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的研制

介绍了国内绳索取心钻杆和摩擦焊技术的现状。通过对3种深孔绳索取心钻杆连接结构和生产过程的对比,分析了薄壁摩擦焊绳索取心钻杆用于深孔钻探的优势。介绍了Ø73 mm ×5 mm薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的结构设计和加工过程,提出了焊接过程的主要技术问题和注意事项。通过拉力扭矩试验得出钻杆主要技术参数,能承受的最大拉力580 kN,最大扭矩5500 N· m,建议使用深度2000~3000 m。     

73mm×5mm薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的研制

介绍了国内绳索取心钻杆和摩擦焊技术的现状。通过对3种深孔绳索取心钻杆连接结构和生产过程的对比,分析了薄壁摩擦焊绳索取心钻杆用于深孔钻探的优势。介绍了73 mm×5 mm薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的结构设计和加工过程,提出了焊接过程的主要技术问题和注意事项。通过拉力扭矩试验得出钻杆主要技术参数,能承受的最大拉力580 kN,最大扭矩5500 N·m,建议使用深度2000~3000 m。     

摩擦焊钻杆自动送料装置的应用

摩擦焊接是钻杆加工的关键环节。常用的钻杆摩擦焊接过程中采用的是人工上下料方式,严重制约了摩擦焊机的工作效率。设计了一种摩擦焊接钻杆自动送料装置,介绍了该装置的工作原理和系统功能分配,重点介绍自动装卸料机构的设计。实践证明,该装置结构简单,分料准确,自动化程度高。     

合金结构钢三棱钻杆焊接工艺研究

钻机在煤矿井下钻孔松软煤层过程中,手工焊接的合金结构钢三棱钻杆频繁发生焊缝断裂,丢失钻杆,延误工期。通过理论计算和实验对比,分析查找产生问题的原因。结合三棱钻杆的结构特点、生产条件和使用要求,重新设计了焊接工艺,严格操作要求,新焊接的三棱钻杆经过质量检验和工业性试验,质量可靠。     

基于组态软件的煤矿用钻杆摩擦焊集群监控系统设计

针对煤矿用钻杆摩擦焊接工序生产设备分散、生产管理难度大且定制开发的控制系统难以接入成熟监控平台的问题,通过详细分析加工工序特点、标准化控制系统输入输出接口,设计开发了基于组态软件的摩擦焊集群监控系统,实现了所有焊接设备的远程监控,并且能够对工艺、报警等参数进行远程设定,将生产管理信息纳入系统,实现了焊接工序在制品、质量检验等信息的集约化管理。现场应用表明:使用该系统降低了调度、工艺、技术等人员的管理难度,节省了协调组织时间,降低了钻杆摩擦焊接工序的生产管理成本,提高了生产效率。     

42CrMo+G105高强度钻杆摩擦焊接性能分析

通过对42CrMo G105高强度钻杆摩擦焊接性能的试验研究，取得了焊合区拉伸性能超过API标准和《摩擦焊接钻杆焊区技术条件》(G105)要求的指标。     

热处理工艺对钻杆焊缝力学性能的影响

针对钻杆接头断裂的问题,对摩擦焊接钻杆焊缝热处理工艺进行了深入分析,拟定了一组焊缝热处理工艺参数。经过试验和相关性能检测,发现造成焊缝强度偏低、冲击韧性值过高的主要原因是回火工艺不合理,故对回火工艺进行优化改进。改进结果表明:通过调整回火温度,能有效提高试件的焊缝屈服强度及抗拉强度;管体侧热影响区硬度有所提高,焊区硬度分布均匀,波动幅度较小;优化工艺试件焊区组织晶粒更为细密,呈现优良的综合机械性能。     

瓦斯抽采用钻杆摩擦焊接自动化技术

针对煤矿井下瓦斯抽采钻杆需求量大、钻杆摩擦焊接加工自动化程度低、劳动强度大、工作效率低并存在一定的安全隐患问题,设计采用工业机器人及分料机构实现钻杆摩擦焊接自动化生产.结合生产现场已有布局,综合考虑工作空间、有效负载、运动精度等基本参数,选取了合适的工业机器人.根据钻杆的特点及存放方式,设计了三轴提升机构的硬件和软件系统,实现了对集中存放钻杆的分料功能,方便机器人夹取;并将摩擦焊机、工业机器人和三轴提升机构的控制系统进行了集成.     

邯郸探矿厂φ73加厚摩擦焊式石油钻杆首次试制成功

金秋九月,喜迎硕果。邯郸探矿机械厂首次为河北省地矿局第四水文工程地质大队成功开发了φ073管端镦粗加摩擦焊接高强度E级石油钻杆。该钻杆采用了R780材质,φ073×9．19规格管体,两端镦粗正火后,由全自动PLC控制摩擦焊机焊接而成。公母接头调质后经特殊液体氮化处理,螺纹强度,硬度,耐磨性大幅提高。最后经厂内拉伸试验台,弯曲实验机检测,各项技术指标均达到APIspecSDP钻杆规范要求。     

钻杆摩擦焊接质量的监控及应用

利用压力传感器和数字智能仪表,解决焊机焊接时在传力过程中存在的问题,计算出压力参数值与传感器输出之间的换算值,通过显示仪表上的数据,对摩擦焊接过程中顶锻压力进行监控来保证焊接质量。     

瓦斯抽放钻杆加工工艺探讨

研究分析了瓦斯抽放钻杆的主要失效原因,从钻杆材料、摩擦焊、热处理三方面入手,通过对钻杆工艺的试验和改进,来提高钻杆质量,延长使用寿命,扩大社会效益。     

煤矿定向钻杆接头螺纹应力集中性研究

煤矿定向钻杆使用载荷在远低于钻杆屈服强度的情况下依然经常发生钻杆断裂事故,经过事后分析发现煤矿定向钻杆螺纹应力集中是主要原因,这不仅影响正常生产而且还难以打捞,造成人力、财力的损失。采用非线性接触单元对螺纹配合面之间的接触建立有限元模型,不同类型的加载由拉压、纯预紧力和它们的组合组成应用于模型,通过分析得出了公接头和母接头的最大应力集中系数。     

定向钻杆对称消磁新方法研究

分析了千米钻机定向钻杆中剩磁的产生机理以及剩磁对角度测量的影响,基于现有的仪器,根据其特点设计了一套对称消磁新方法,使钻杆中铁磁物质处于二维空间旋转磁场中在交变磁场衰减到0后,磁矩在各方向的分布相对均匀。通过多个验证性实验,对该消磁方法的消磁效果进行了验证,结果证明该方法有效消除了剩磁对角度测量精度带来的不利影响,比传统消磁方法的稳定性和效率都有了很大提高,达到了理想的效果。     

定向钻杆辅助上杆及搬运技术北大核心

针对煤矿井下定向钻杆采用人工方式加接和搬运劳动强度大、安全性差的问题,基于大直径定向钻机结构布局和钻进工艺特点,提出了一种定向钻杆辅助上杆及搬运组合方案,对其工作原理和设计要点进行了详细介绍。测试和试验结果表明:该方案能够实现长度3 m大直径定向钻杆的快速加接和机械化搬运,为煤矿井下大直径定向钻机的推广应用提供了有力支持。     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故(塌孔、卡钻、埋钻等)可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。     

DDZ—72—5×6型多头定向钻具的加工工艺研究

就ＤＤＺ－７２－５×６型多头定向钻具的机械制造加工工艺，介绍了专用加工设备及成套的工艺装备。