地质钻探外丝钻杆的失效形式分析.pdf

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1、34探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷第7期地质钻探外丝钻杆的失效形式分析王玉吉，王建华，李庆彬(山东省地质探矿机械厂，山东济南250014)摘要：结合生产和使用实践经验，总结分析r地质钻探外丝钻杆及锁接头的失效形式，并给出了预防钻杆及接头失效的处理手段和方法。关键词：钻杆；锁接头；失效；预防中图分类号：P634．8文献标识码：B文章编号：1672—7428(2012)07—0034—03FailureModeAnalysisonExternalThreadedDrillRodforGeologica

2、lDrilling／WANGYu-ji，WANGJian—hua，LIQing—bin(ShandongGeologicalProspectingMachineryPlant，JinanShandong250014，China)Abstract：Basedontheproductionandtheapplicationpractice，thefailuremodesofexternalthreadeddrillrodandtooljointwereanalyzedwiththeprocessingmeansa

3、ndmethodsofprevention．Keywords：drillrod；tooljoint；failure；prevention1概述力小于材料许用值时，钻杆虽经过无数次的弯曲，也钻杆是钻探施工中必不可少的工具，是用来连不会产生疲劳裂纹。钻探施工时钻杆承受弯曲、扭接钻头、用以传递扭矩和钻压的杆件。其内孔是输转和拉伸应力组成的复合应力很大，特别是在大位送冲洗液和取出岩心的通道，是水龙头和钻头之间移定向井及水平井中扭矩极大。的关键连接件。我厂是原地矿部指定钻探工具生产(2)除旋转向下的运动，同时还有钻杆的

4、各种厂家，从事钻杆生产50多年，生产的大量的钻杆在振动和涡动。钻杆作为一个旋转的细长弹性杆件，全国各个矿区使用。根据笔者近几年的跟踪研究，有其固有振动频率，钻具的组合决定了此固有频率。结合生产实际，总结了一点浅知拙见，希望能给广大钻杆旋转时还会产生纵向、横向和扭转3种形式的从事与钻探行业有关的同仁提供借鉴。文中提到的振动，当它们的频率与固有频率相吻合时则产生共钻杆包含与其连接的锁接头，也称有细扣钻杆，是振。共振的结果会在原来钻杆疲劳应力的基础上附《地质钻探用钢管》(YB235—70)和《地质钻探钻杆加一个额外

5、的疲劳应力，加速钻杆的失效。锁接头》(DZ25—83)所涉及到的产品。(3)井径不规则或扩径严重的井段，钻杆的弯根据钻杆用途，要求钻杆必须能够承受巨大的曲程度随之相应增大，钻杆旋转时连接螺纹部位受内外压、扭曲、弯曲和振动。在钻探施工过程中，钻交变弯曲应力加速钻杆疲劳失效，同时螺纹连接受杆可以多次使用。力复杂化，加剧了螺纹疲劳损坏。(4)井下钻杆旋转时存在着自转、公转、自转和2钻杆使用工况及受力分析公转共存3种形式。自转引起钻杆的均匀磨损，公钻杆失效原因大致是由以下一些因素引起的：转引起钻杆的偏磨，磨损后使钻杆

6、强度下降。钻进时钻杆的基本力学工况，钻具的组合及钻井工(5)地层构成不同，对钻杆尤其是对钻杆接箍艺，钻孔规则性，偏磨，螺纹密封脂，钻井液，钻杆结的研磨程度也不同。地层可钻性差，地层不均质性构和材料，地层因素，井内腐蚀介质等，以上因素交强，在钻进过程中易发生憋、跳现象，加剧了钻杆纵互作用的结果导致钻杆失效。向振动，使钻杆发生疲劳失效的概率增加。(1)钻杆在内外充满钻井液的狭长钻孔里工作，通常承受压、弯、扭、液力等载荷。当钻杆所受应收稿日期：2012—05—02；修回日期：2012—06—12作者简介：l千玉吉(

7、1974一)，男(汉族)，山东平原人，山东省地质探矿机械厂高级工程师，地质机械专业，从事钻掘设备及器具技术研究工作，山东省济南市燕子山路2—2号，wyj8005@163．coin；王建华(1973一)，男(汉族)，山东鱼台人，山东省地质探矿机械厂工程师，机械工程专、从事钻掘设备及器具技术研究及生产工作；李庆彬(1979一)，男(汉族)，山东鄄城人，山东省地质探矿机械厂J二程师，机械工程专业，从事钻掘设备及器具技术研究工作。