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深海油氣資源十分豐富,隨著陸地和淺海重大油氣田發(fā)現(xiàn)數(shù)量的減少,深海以及冰川等低溫環(huán)境下的油氣開采前景樂觀,具有重大的現(xiàn)實意義。金屬材料在低溫環(huán)境中服役往往會發(fā)生低溫脆性斷裂,尤其是高強度材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度較高,即使在溫度不是很低的環(huán)境下,也可能發(fā)生低應(yīng)力脆斷。根據(jù)國內(nèi)統(tǒng)計資料表明,鉆桿失效將引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失,處理鉆桿失效事故的花費和直接經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)可觀,研究如何有效防止鉆桿在低溫環(huán)境下發(fā)生低應(yīng)力脆斷具有重要的現(xiàn)實意義。低溫環(huán)境的油氣資源開發(fā)對鉆桿的低溫性能提出嚴(yán)苛要求,為防止材料發(fā)生低應(yīng)力脆斷,必須研究材料的低溫性能。目前評價材料低溫脆性的常用方法是系列溫度沖擊試驗,該方法可以找到工程脆性破壞與材料低溫沖擊韌度之間的經(jīng)驗關(guān)系,某些低溫脆性評定指標(biāo)就是由沖擊試驗方法獲得的。
鉆桿的排渣機(jī)理為在鉆桿和鉆孔壁之間形成3個弧形空間,擴(kuò)大了排除煤粉和的通道。鉆桿在鉆進(jìn)過程中,將煤粉攪動起來,可起到二次碎煤的作用,煤粉在運動狀態(tài)下被壓風(fēng)吹出,能有效解決螺旋鉆桿排渣通道被堵塞的問題,鉆進(jìn)時不易發(fā)生卡鉆、抱鉆現(xiàn)象。但三棱鉆桿加工質(zhì)量較難控制,且強度低于同規(guī)格的其他鉆桿,在鉆孔過程中經(jīng)常發(fā)生斷桿、丟鉆現(xiàn)象,增加了鉆孔成本。因此,筆者設(shè)計了整體式三棱螺旋鉆桿,以解決螺旋鉆桿、寬葉片鉆桿和三棱鉆桿在松軟突出煤層鉆進(jìn)施工中出現(xiàn)的上述問題。
1、適用地層廣。麻花鉆桿只適應(yīng)簡單地層,外平鉆桿適應(yīng)于較硬地層,而肋骨鉆桿能適應(yīng)于所有地層。
2、擰卸方便。麻花鉆桿不能使用快速擰卸裝置時,工人勞動強度大、安全性差、材料用量大、效率低,有時為擰卸一根鉆桿得花半個小時,即使能用上快速擰卸裝置,其效率也相對較低,而肋骨鉆桿的擰卸等同于外平鉆桿,實現(xiàn)了液壓鉆機(jī)的自動擰卸。
3、孔內(nèi)事故少。當(dāng)?shù)貙颖容^復(fù)雜時,如果使用麻花鉆桿,因其旋轉(zhuǎn)阻力大,很有可能造成鉆桿轉(zhuǎn)不動,甚至鉆桿被擰斷;當(dāng)使用外平或螺旋扒槽鉆桿時,因其排渣功能弱,極有可能使得大量的巖粉無法及時排出,造成埋鉆事故。肋骨鉆桿避免了三者的缺陷,有利鉆孔安全、順利施工。
4、鉆孔保直性好。麻花鉆桿旋轉(zhuǎn)阻力大,施工過程中其葉片不斷地切削孔壁,容易造成鉆孔偏斜。肋骨鉆桿因為在普通鉆桿外部加了較寬的葉片,基(下轉(zhuǎn)P113) 摘 要:鉆桿是鉆進(jìn)工具的主要組成部分之一,在鉆進(jìn)時,通過它把動力傳遞給巖芯管、鉆頭等鉆具,