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鉆桿
鉆桿可怕的失效形式是鉆桿的破損。一旦鉆桿在導(dǎo)向和定向鉆井過(guò)程中斷裂,將對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生嚴(yán)重影響,不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,而且造成建設(shè)期,信譽(yù)損失,后果難以想象。因此,作為一家建筑公司,我們必須學(xué)會(huì)如何正確選擇和使用鉆桿;作為鉆桿制造商,我們必須了解非鉆孔工程鉆桿的特殊要求,并產(chǎn)生高強(qiáng)度,高彈性和高可靠性。鉆桿。鉆桿失效的原因(主要是斷裂):除了鉆桿本身的質(zhì)量問(wèn)題外,施工過(guò)程中的不當(dāng)操作是鉆桿失效的主要原因。 1.鉆桿分析的主要失效模式和原因非開(kāi)挖導(dǎo)向鉆和定向鉆鉆桿經(jīng)常受到大的拉力和扭力的作用而受到彎曲力。當(dāng)鉆桿穿過(guò)彎曲部分時(shí),鉆桿蜂彎曲,弧的內(nèi)側(cè)受到壓縮應(yīng)力,并且弧的外側(cè)受到拉應(yīng)力。當(dāng)鉆桿在彎曲部分中旋轉(zhuǎn)時(shí),桿體受到拉伸和壓縮應(yīng)力,并且鉆孔的曲率半徑越小,交變應(yīng)力越大。固然,鑿巖時(shí)的操縱和辦理,前具之間的精良共同以及它們各自的加工精度,也是包管鉆桿壽命的根本條件。研究表明,交替應(yīng)力達(dá)到一定值后,很容易在鉆桿中產(chǎn)生疲勞裂紋。鉆桿開(kāi)始時(shí)的疲勞裂紋非常小,難以用肉眼檢測(cè),但疲勞裂紋發(fā)展得非常快,終出現(xiàn)突然的脆性斷裂。試驗(yàn)證明鉆桿受交變應(yīng)力影響,疲勞斷裂是非開(kāi)挖鉆桿失效的主要原因。這一結(jié)論得到了以下事實(shí)的支持:在導(dǎo)孔構(gòu)造過(guò)程中發(fā)生了許多鉆桿裂縫。目前,我國(guó)有許多非開(kāi)挖施工隊(duì)伍,是經(jīng)驗(yàn)豐富,素質(zhì)較高的專(zhuān)業(yè)公司,但更多的是沒(méi)有施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的臨時(shí)隊(duì)伍。它們通常具有鉆桿(或鉆孔)的曲率半徑。我從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)這些,并且讓他們指揮非挖掘施工是鉆桿人工方面的主要原因。
提高鉆桿質(zhì)量(1)鉆桿材料選擇:為了適應(yīng)非開(kāi)挖導(dǎo)向和定向鉆桿的應(yīng)力分析,鉆桿體應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度,良好的彎曲性能和良好的沖擊性能韌性。棒材應(yīng)選自中碳合金結(jié)構(gòu)無(wú)縫鋼管。合金元素應(yīng)含有Cr和Mo等元素,以提高材料的抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性,并含有Mn和Si等元素,以改善材料的彈性(即抗彎曲性)。有時(shí)它含有微量元素,如B和V,以提高材料的淬透性。常用的棒材有:36Mn2V,35CrMo,42MnMo7,35CrMnSi,45MnMoB。用于桿體的無(wú)縫鋼管的壁厚均勻性和軋制缺陷也是影響鉆桿質(zhì)量的重要因素。由小型鋼廠軋制的鋼管的壁厚非常均勻。當(dāng)鉆桿具有大扭矩時(shí),在薄壁中容易垂直裂縫。有些鋼管有皮膚和毛孔粗大等缺陷,鉆桿很容易從這里斷裂或穿孔。常用的棒材有:36Mn2V,35CrMo,42MnMo7,35CrMnSi,45MnMoB。鉆桿接頭是復(fù)雜的,接頭材料的機(jī)械性能非常高。鉆桿接頭大多由35CrMo或42CrMo棒材制成,但鍛造接頭材料可以大大提高其綜合力學(xué)性能。 (2)加工工藝選擇:目前,國(guó)內(nèi)非開(kāi)挖鉆桿主要由整體鍛造鉆桿(簡(jiǎn)稱(chēng)整體鉆桿),鐓鍛 摩擦焊鉆桿(簡(jiǎn)稱(chēng)鉆孔鉆桿)組成,簡(jiǎn)單摩擦焊接鉆頭。桿(簡(jiǎn)稱(chēng)摩擦焊鉆桿)。 (3)粗加厚部分的處理:無(wú)論是整體鉆桿還是釬焊鉆桿,厚部件和未加厚部件之間過(guò)渡的處理是影響鐓粗質(zhì)量的主要因素。過(guò)渡部分應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度,并且壁厚均勻且平滑地過(guò)渡而沒(méi)有皺折。在桿體鐓粗后,進(jìn)行整個(gè)淬火和回火處理,以消除過(guò)渡段中的應(yīng)力,提高其綜合力學(xué)性能。
高爐鉆桿的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)
高爐鉆桿的分類(lèi):鉆桿分為方鉆桿、鉆桿和加重鉆桿三類(lèi)。連接次序?yàn)榉姐@桿(1根)鉆桿(n根,由井深決定)加重鉆桿(n根,由鉆具組合設(shè)計(jì)決定)。 ①鉆進(jìn)時(shí),方鉆桿與補(bǔ)心、轉(zhuǎn)盤(pán)補(bǔ)心配合,將地面旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給鉆桿,以帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn); ②承受鉆柱的全部重量; ③鉆井液循環(huán)的通道。1、減震環(huán)總成起到保護(hù)主機(jī)的作用,一旦減震環(huán)總成橡膠破碎、脫落、老化,鉆桿快速下落就會(huì)砸主機(jī),鉆桿使用過(guò)程要保證減震環(huán)總成橡膠基本完好。
高爐鉆桿結(jié)構(gòu):方鉆桿由上下接頭和管體部分組成。試驗(yàn)證明鉆桿受交變應(yīng)力影響,疲勞斷裂是非開(kāi)挖鉆桿失效的主要原因。管體部分為四方或六方兩種結(jié)構(gòu)(石油鉆井大多為四方結(jié)構(gòu));上接頭為上接頭為左旋母螺紋(反扣),與水龍頭連接,在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中左旋母螺紋防止倒扣;下接頭為右旋公螺紋,與鉆桿連接。工作時(shí),方鉆桿上端始終處于轉(zhuǎn)盤(pán)面以上,下部則處于轉(zhuǎn)盤(pán)面以下。
高爐鉆桿工步驟后被制成鉆桿。公司始終注重科學(xué),規(guī)范,制度化的產(chǎn)品質(zhì)量管理,嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)鋼管加厚工序的處理, 光管外表面向內(nèi)彎,鋼管管壁加厚。下一步,進(jìn)行螺紋加工并鍍上能夠增加強(qiáng)度的銅。然后進(jìn)行非破壞性質(zhì)量控制檢驗(yàn),隨后進(jìn)行鋼管管體接頭的焊接。而后,管體會(huì)經(jīng)歷焊接熱處理和焊接***終處理,以消除焊接殘余應(yīng)力。在對(duì)成品鉆桿進(jìn)行渡漆和包裝前要對(duì)鋼管成品進(jìn)行其他的一些檢測(cè),包括硬度測(cè)試,壓力測(cè)試和非破壞性測(cè)試。
鉆桿在生產(chǎn)中存在的問(wèn)題有哪些?
1、焊接飛邊的去除鉆桿的摩擦焊接過(guò)程中會(huì)形成內(nèi)外飛邊,其中高鋼級(jí)鉆桿由于公接頭內(nèi)徑小于管體焊接部?jī)?nèi)徑,給去除內(nèi)飛邊造成很大困難。2、從鑿巖機(jī)器的布局進(jìn)行不竭改良,比方,從氣動(dòng)鑿巖機(jī)一頭大另一頭小的活塞成長(zhǎng)到液壓鑿巖機(jī)的等徑圓柱形活塞,在包管鑿巖速度不竭進(jìn)步的同時(shí),改變了鑿巖應(yīng)力波的波形,并削減了作用在高爐鉆桿上的粉碎應(yīng)力。傳統(tǒng)機(jī)床車(chē)削由于接頭內(nèi)徑的限制,車(chē)床刀桿直徑小易造成加工時(shí)刀桿振顫,嚴(yán)重影響加工質(zhì)量與效率。目前,多數(shù)廠家采用沖切方式去除內(nèi)飛邊,加工效率較高。由于沖頭形式、沖切時(shí)機(jī)、沖切力大小等因素影響,有時(shí)會(huì)造成沖切時(shí)毛刺劃傷管體內(nèi)壁或在內(nèi)壁粘連等現(xiàn)象,影響了鉆桿的正常使用。
2、抗硫鉆桿的應(yīng)用腐蝕會(huì)造成鉆桿失效,國(guó)內(nèi)的鉆桿廠家也已經(jīng)研制出抗硫鉆桿,但現(xiàn)在沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。歸納有兩點(diǎn):
1)抗硫鉆桿的價(jià)格貴,大約是普通鉆桿的2倍。因?yàn)榭沽蜚@桿材料特殊,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,造成價(jià)格居高不下。
2)強(qiáng)度有待提高,在含硫焊接中鉆井,鉆桿鋼強(qiáng)度越高,受腐蝕危險(xiǎn)性越大。
3、強(qiáng)度和韌性在鉆桿的生產(chǎn)和制造過(guò)程中常常遇到強(qiáng)度與韌性矛盾。現(xiàn)在打井過(guò)程中,多數(shù)井眼不是豎直的,斜井、水平井的應(yīng)用越來(lái)越多,在“”部位鉆桿受到交變應(yīng)力的作用,韌性差,很容易發(fā)生斷裂或刺穿事故。