特深井修井作業(yè)中,修井鉆具面臨載荷大、安全系數(shù)低及修井機(jī)負(fù)載高等難題,常規(guī)S135鋼鉆具已經(jīng)不能完全滿足作業(yè)需求。為此,開展了鈦合金鉆桿的力學(xué)性能測(cè)試研究。對(duì)鈦合金鉆桿的硬度、拉伸性能和旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能進(jìn)行了全面的測(cè)試和分析,建立了鈦合金鉆桿管體強(qiáng)度計(jì)算模型,對(duì)管體抗拉強(qiáng)度和抗內(nèi)壓強(qiáng)度進(jìn)行了建模和計(jì)算。在此基礎(chǔ)上,對(duì)鈦合金鉆桿在特深井修井作業(yè)中的適用性進(jìn)行了研究,對(duì)鈦合金+鋼鉆桿復(fù)合鉆具組合進(jìn)行了抗拉校核及水力性能計(jì)算。分析結(jié)果表明,使用鈦合金+鋼鉆桿復(fù)合鉆具組合后,解卡作業(yè)最大鉤載由1 784 kN降低至1 519 kN,作業(yè)管柱最小安全系數(shù)由1.16升至1.59。研究結(jié)果為特深井修井鉆具輕量化技術(shù)分析提供了理論依據(jù)。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

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硬度測(cè)試試驗(yàn)原理示意圖

圖1 硬度測(cè)試試驗(yàn)原理示意圖焊區(qū)不同位置(1～14)剖面硬度分別為30.3、30.5、30.4、33.2、31.2、31.4、31.8、31.1、31.1、30.2、33.2、31.1、30.6及31.3 HRC。

當(dāng)沖砂液黏度為20 m Pa·s時(shí)，計(jì)算出兩種不同鉆具組合使砂粒上返的臨界排量，在對(duì)應(yīng)的臨界排量下，兩種不同鉆具組合的循環(huán)摩阻隨砂粒直徑的變化規(guī)律如圖3所示。由圖3可知:隨著砂粒直徑的增大，兩種鉆具組合的循環(huán)摩阻均逐漸增大;采用鈦合金+鋼鉆桿復(fù)合鉆具組合后，鉆桿內(nèi)流道直徑增大，循環(huán)摩阻顯著降低。當(dāng)砂粒直徑為8 mm時(shí)，在循環(huán)泵壓為25 MPa的要求下，兩種不同鉆具組合的最大排量隨液體黏度的變化規(guī)律如圖4所示。由圖4可知:隨著液體黏度的增大，兩種鉆具組合的最大循環(huán)排量均逐漸減小;采用鈦合金+鋼鉆桿復(fù)合鉆具組合后，鉆桿內(nèi)流道直徑增大，循環(huán)排量顯著提高。


本文編號(hào)：3351486