0Cr20Mn21Ni2N奥氏体不锈钢锻件组织性能研究

研究了无磁钻铤用0Cr20Mn21Ni2N奥氏体不锈钢圆棒锻件横截面的室温强度、硬度和韧性等力学性能,并从微观角度进行了分析。在圆棒表层区域观察到了锻造变形态晶粒组织,而直径四分之一区域为再结晶组织,平均晶粒尺寸为80μm,芯部再结晶晶粒尺寸粗化为150μm,这些差异是由不同的变形温度和降温速度造成的。这种组织差异导致的室温拉伸性能和冲击韧性也有相应的变化趋势。研究结果表明,在900、1000℃以0.5 s-1的应变速率压缩的0Cr20Mn21Ni2N试验钢样品,其应力应变曲线具有一定的加工硬化特征,其芯部硬度比应变速率为0.1 s-1的样品分别提升了28、15 HB。在700、800℃以20%以上的变形量进行压缩时,峰值抗力显著提高,而在900、1000℃以10%~50%的变形量进行压缩时,峰值抗力均无明显提高,可保证顺利的变形过程。     

油气井钻进钻铤进动特性仿真研究

油气井钻进破岩过程发生于地下几千米,难以获取井底钻具组合的运动状态.井底钻具组合与岩石的相互作用产生多种形式的振动及振动的耦合.为进一步研究破岩引发钻进中振动的产生机理,建立了井底钻具组合钻铤段非线性动力学模型,通过数值仿真,分析了破岩过程中转速、钻井液、井底钻具组合偏心距、摩擦等对钻铤段旋转进动的影响.数值研究表明,系统参数的变化导致井底钻具组合进动轨迹的多样性和不可预测性;井底钻具组合受到外力作用,导致钻铤进动出现混沌;钻进过程中钻铤与井壁间会发生周期性碰摩现象,为研究钻进引发钻柱黏滑振动提供新的研究思路.     

钻铤丝扣的小角度超声纵波检测

钻铤是钻探时施加钻压和防斜用的，是钻柱的重要组成部分。钻探过程中钻铤丝扣部分承受着扎力、压力和扭力等应力作用。若井下情况复杂，地层变化剧烈，引起严重的跳钻和卡钻等，钻铤丝扣受力更剧烈，其根部易产生横向裂纹。故加强钻铤丝扣的检查，保证其完好是顺利钻井的关键。笔者采用小角度超声纵波法检测钻铤丝扣，取得满意效果。     

中原总机石油设备有限公司

<正>具有36年石油机械的生产历史,石油钴机、钴井泵、转盘、"三抽产品"、油(套)管及钻铤、轮式通井作业机等系列产品获得API4F、11E、11AX.11B、5CT、7、7K、8C会标使用权。中国第一台数字型SCR电动钻机的诞生地,行业标准《石油通井机》的制定单位,API抽油机品种最多出口量第一的企业。河南省高新技术企业、河南省技术中心企业、中国石油石化装备制造业五十强,石油钴机、抽油机、式通井作业机和钴井泵被评     

钻铤因素对钻柱振动的影响分析

钻铤因素直接影响着钻柱振动的整体效果。钻铤长度是硬岩钻井中引起钻柱剧烈振动的一方面原因,同时也是解决钻柱振动的主要突破口。文中从钻铤的长度、固有频率、激励来源、钻铤共振及其临界转速、振动的控制等方面对钻柱振动问题进行全面分析论证,以公式的形式给出论证结果,便于钻井工程师们直接应用于生产实践。     

川渝地区某超深井钻铤外螺纹断裂失效分析

某Φ279.4 mm钢制钻铤在川渝地区某超深井服役过程中紧扣时,在距钻铤外螺纹端面2～4 cm处发生断裂。通过对断口进行宏观形貌观察及断口和台阶面特征、金相组织、硬度分析,并结合钻铤材料的力学性能试验,对失效钻铤外螺纹断裂原因进行试验分析。结果表明:钻铤螺纹齿牙之间附着大量沉积物,台肩处大量大尺寸磨损坑,多处裂纹源在齿根底部形成,集中在最末完全扣前3～5扣处,在拉伸应力以及扭矩交变载荷的共同作用下,裂纹缓慢扩展,形成初始断口,当钻铤断裂截面处不足以承载交变载荷以及扭矩作用时,发生断裂。     

超深钻井专用剪切防喷器及控制装置的研制

为保证超深钻井施工过程的安全性,需要配置能够剪断61/2″钻铤或57/8″及以下钻杆接箍的剪切防喷器。常规剪切防喷器及控制装置设计时只考虑剪断普通的钻杆、套管、油管等,同时受限于常规控制装置只能提供最高21MPa的压力油,在面对大直径、高强度的6 1/2″钻铤或57/8″钻杆接箍时无法实现有效剪切。超深钻井用剪切防喷器及控制装置可剪断6 1/2″钻铤和5 7/8″钻杆接箍,来确保超深钻井施工过程安全性。     

震击器动载荷有限元分析

卡钻事故在石油钻井工业中时有发生，计算震击动载荷的方法各不相同。结合现场实例，在合理假设的基础上，建立有限元分析模型，计算得出震击动载荷是上提拉力的3．3倍。该结果和现场实际非常接近，对震击器的使用有重要的指导价值。     

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。     

新型石油钻铤联接螺纹减应力区的研究

石油钻铤联接螺纹失效是钻具失效的主要形式。钻铤联接螺纹疲劳失效是由于交变弯曲应力引起的,这些交变应力集中在联接螺纹消失处附近。减少联接螺纹弯曲应力可以延长钻具联接螺纹的疲劳寿命。文章提出并研究了一种新的钻铤联接螺纹减应力区,它是通过在钻铤本体上设置减应力区,来解决钻铤联接螺纹疲劳失效问题。与以前减应力区不同的是,新的减应力区轮廓线为连续的光滑的二次曲线、圆弧线、抛物线和椭圆线。这可以避免在减应力区出现应力集中和出现“细脖子”现象。并且这些曲线在机械加工上是可行的。用有限元法优化了减应力区的几何形状,分析了减应力区的开口位置、开口深度和开口宽度等几何参数对应力释放效果的影响。并对减应力区的强度进行了分析。