高强度钻杆制造技术研究

发布时间：2017-08-18 09:49

  本文关键词：高强度钻杆制造技术研究

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【摘要】：煤矿瓦斯防治是煤矿安全生产的一项重要基础工作，瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本性措施。钻杆是实施瓦斯抽采钻孔施工的重要机具，要求其必须具有良好的综合机械性能和力学性能。但实际使用时出现公接头螺纹根部断裂、螺纹严重变形、粘扣及螺纹非正常磨损等失效。为了解决出现的这些问题，进行了本项目的研究。 论文采用理论分析与实验相结合的研究方法，围绕提高普通钻杆性能，，研制出高强度钻杆进行研究。主要进行了钻杆整体性能优化、螺纹表面处理工艺研究、钻杆加工工艺改进优化以及钻杆性能试验。在钻杆整体性能优化方面，主要通过接头材料优选、结构改造、热处理工艺优化以提高接头的力学性能，并用有限元分析法进行了模拟验证；在螺纹表面处理工艺研究方面，通过对比常见表面处理工艺方法，采用氮化工艺来提高螺纹表面强度达到防治粘扣的目的，并对氮化工艺进行深入研究，确定了合理的工艺参数，形成一套完整的工艺规范；在钻杆加工工艺优化方面，通过对现有工艺优化调整，制定一套能满足批量生产的高强度钻杆加工工艺；最后对钻杆及接头样品进行了静扭实验，验证了其性能达到了设计要求。
【关键词】：高强度钻杆 性能优化 表面处理 加工工艺
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.63
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题背景及意义8-10
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 选题意义9-10
• 1.2 国内外研究动态10-13
• 1.2.1 钻杆失效分析研究动态10
• 1.2.2 钻杆表面处理技术研究动态10-12
• 1.2.3 新型高强度钻杆研究动态12-13
• 1.3 主要研究目标13
• 1.4 研究方案与技术路线13-15
• 1.4.1 研究方案13
• 1.4.2 技术路线13-15
• 2 钻杆接头失效分析15-20
• 2.1 钻杆接头失效原因及类型15-17
• 2.2 避免失效采取措施17-19
• 2.2.1 材料选择17-18
• 2.2.2 加工工艺选择18
• 2.2.3 钻杆接头结构型式18
• 2.2.4 接头螺纹表面处理18
• 2.2.5 接头螺纹加工精度18-19
• 2.3 小结19-20
• 3 钻杆接头整体性能优化20-35
• 3.1 接头材料优选20-27
• 3.1.1 接头材料性能对比20-21
• 3.1.2 两种材料接头性能有限元分析21-26
• 3.1.3 接头材料确定26-27
• 3.2 热处理工艺优化27-30
• 3.2.1 不同热处理方式选择27
• 3.2.2 热处理工艺优化27-30
• 3.3 接头结构优化改进30-34
• 3.3.1 高性能接头结构类型30-31
• 3.3.2 φ63.5 高强度钻杆接头结构31
• 3.3.3 不同结构钻杆接头抗扭强度分析31-34
• 3.3.4 φ63.5 高强度钻杆接头结构确定34
• 3.4 小结34-35
• 4 接头螺纹表面硬化热处理工艺研究35-52
• 4.1 接头表面热处理工艺选择35-40
• 4.1.1 表面硬化热处理工艺种类及特点35-36
• 4.1.2 接头表面处理工艺确定36-37
• 4.1.3 回火对氮化工艺影响37-40
• 4.2 接头氮化热处理工艺研究40-48
• 4.2.1 氮化热处理设备及装置40-43
• 4.2.2 氮化处理工艺参数确定43-45
• 4.2.3 气体渗氮工艺方法45-48
• 4.3 氮化接头缺陷及改进措施48-51
• 4.3.1 氮化接头渗氮缺陷48-49
• 4.3.2 缺陷产生原因及预防措施49-51
• 4.4 小结51-52
• 5 钻杆加工工艺改进52-60
• 5.1 钻杆生产加工工序调整52-53
• 5.1.1 普通钻杆工艺流程52
• 5.1.2 高强度钻杆工艺流程52-53
• 5.2 工艺缺陷及解决方法53-56
• 5.2.1 工艺缺陷53
• 5.2.2 解决办法53-56
• 5.3 φ63.5 高强度钻杆接头加工工艺改进56-58
• 5.3.1 接头粗车工艺改进56
• 5.3.2 接头精车工艺改进56-58
• 5.4 φ63.5 高强度钻杆生产加工工艺确定58-59
• 5.5 小结59-60
• 6 钻杆及接头性能试验60-65
• 6.1 实验设备与装置60
• 6.2 φ63.5 高强度钻杆接头静扭试验60-63
• 6.3 φ63.5 高强度钻杆性能试验63
• 6.4 小结63-65
• 7 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：693902