特深井钻井用轻质高强度钻杆技术前期研究
发布时间：2021-08-03 10:03
本文详细分析了特殊轻质高强度钢钻杆、铝合金钻杆、钛合金钻杆和碳纤维复合材料钻杆的资料,对国内外的相关研究现状进行了归纳总结。研究分析了已得到工业化应用的特殊轻质高强度钢钻杆、铝合金钻杆的材料物理化学性能、钻杆防腐性能以及接头螺纹的结构,分析了钻杆强度性能和适合的应用条件。根据研究结果和钻井实例,分析了上述钻杆在特深井钻井中的注意事项与适用的特深井井况,并提出发展方向和应用建议。研究了新型的特殊轻质高强度钻杆,主要是钛合金钻杆的材料物理化学性质、钻杆防腐性能以及接头和螺纹的结构,分析了钻杆性能和适合的应用条件。根据研究结果和钻井实例,分析了钛合金钻杆在特深井钻井中的注意事项与适用的特深井井况,并提出发展方向和应用建议。本文在借鉴塔里木油田超深井钻柱组合的基础上,拟应用特殊轻质高强度钢钻杆、铝合金钻杆和钛合金钻杆,提出了几种900010000米特深井钻柱组合设计方案,并通过了强度校核。但是其结果的可靠性需要未来的现场实践进一步验证。
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外某种铝合金钻杆结构示意图(S.Menand,2015)
- 4 -图 1.2 一种铝合金钻杆的杆体—钢接头连接结构示意图(S.Menand,2015)Fig. 1.2 Structure of the connection of aluminum alloy dril pipe (S. Menand, 2015)
图 1.3 理想状态下几种合金材料钻杆可使用的最大井深（鄢泰宁，2010）3 Ideal maximum application depth of several alloy drill pipe（Yan Taining, 201品方面，国内也开发或引进了一批技术先进的轻质高强度钻杆。来，国内的高强度钢钻杆技术得到了长足的发展。渤海能克钻杆公0 高强度钻杆的基础上，研发了 BHU165 超高强度钻杆。通过对钻杆管化学成分进一步优化，并采用独特的热处理工艺制造，具有如下特点高强度。钻杆管体的屈服强度达到 165～180ksi（1138～1241MPa）强度达到 135～145 ksi（966～1069MPa）。性能低温冲击。杆体在-20℃的平均冲击功超过 80J，单值大于 70J。20℃全尺寸冲击试样的纵向冲击功超过 100J，横向冲击功大于 90J。U165 超高强度钢钻杆是目前国内强度最高的钻杆，能满足特深井钻井和安全可靠性的更高要求，特别是在采用“上大下小”的复合钻具径钻具使用该产品，可有效减少钻井事故的发生。[51]金钻杆方面，多种铝合金钻杆得到引进和自主研发，已经实现国产
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金石油管材应用前景研究[J]. 查永进,胡世杰,卓鲁斌,刘明鑫,李洪. 钻采工艺. 2017(04)
[2]深井钻杆疲劳刺漏原因与钻柱设计[J]. 王新虎,卢强,苏建文,谢巨良. 石油管材与仪器. 2016(02)
[3]中国石化马深1井8418m成亚洲最深井[J]. 油开. 复杂油气藏. 2016(01)
[4]勘探所研发系列铝合金钻杆[J]. 本刊讯. 地质装备. 2015(04)
[5]高强度铸造钛合金的发展现状及前景[J]. 谢永盛,徐纯辉. 铸造技术. 2014(10)
[6]13000m科学超深井钻探技术[J]. 张金昌,刘秀美. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(09)
[7]铝合金钻杆与钢接头可靠连接过盈量的计算及组装工艺[J]. 毛建设,孙友宏,刘宝昌,薛军,马少明,时元玲. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[8]中国石化超深井钻井技术现状与发展建议[J]. 闫光庆,张金成. 石油钻探技术. 2013(02)
[9]铝合金钻杆的特点及应用前景[J]. 余荣华,袁鹏斌. 石油矿场机械. 2011(03)
[10]新型钛合金和铝合金钻杆结构安全性分析[J]. 王永夏,张传涛,张蓓. 石油矿场机械. 2010(12)
博士论文
[1]表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响[D]. 杜东兴.西北工业大学 2014
硕士论文
[1]铝合金钻杆材料腐蚀机理及表面防护研究[D]. 刘俊秀.中国地质大学(北京) 2017
[2]特殊温度环境下合金金属材料的力学性能研究[D]. 周姝.中国民航大学 2016
[3]高强度钻杆制造技术研究[D]. 王斌.西安科技大学 2014
[4]俄罗斯铝合金钻杆技术应用及前景分析[D]. 阎美萍.中国石油大学（华东） 2013
[5]超深井条件下钻柱使用深度极限的研究[D]. 张冰冰.中国地质大学（北京） 2011
[6]S135钻杆钢氧腐蚀和腐蚀疲劳影响因素的研究[D]. 王磊.西北工业大学 2006
本文编号：3319424
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外某种铝合金钻杆结构示意图(S.Menand,2015)
- 4 -图 1.2 一种铝合金钻杆的杆体—钢接头连接结构示意图(S.Menand,2015)Fig. 1.2 Structure of the connection of aluminum alloy dril pipe (S. Menand, 2015)
图 1.3 理想状态下几种合金材料钻杆可使用的最大井深（鄢泰宁，2010）3 Ideal maximum application depth of several alloy drill pipe（Yan Taining, 201品方面，国内也开发或引进了一批技术先进的轻质高强度钻杆。来，国内的高强度钢钻杆技术得到了长足的发展。渤海能克钻杆公0 高强度钻杆的基础上，研发了 BHU165 超高强度钻杆。通过对钻杆管化学成分进一步优化，并采用独特的热处理工艺制造，具有如下特点高强度。钻杆管体的屈服强度达到 165～180ksi（1138～1241MPa）强度达到 135～145 ksi（966～1069MPa）。性能低温冲击。杆体在-20℃的平均冲击功超过 80J，单值大于 70J。20℃全尺寸冲击试样的纵向冲击功超过 100J，横向冲击功大于 90J。U165 超高强度钢钻杆是目前国内强度最高的钻杆，能满足特深井钻井和安全可靠性的更高要求，特别是在采用“上大下小”的复合钻具径钻具使用该产品，可有效减少钻井事故的发生。[51]金钻杆方面，多种铝合金钻杆得到引进和自主研发，已经实现国产
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金石油管材应用前景研究[J]. 查永进,胡世杰,卓鲁斌,刘明鑫,李洪. 钻采工艺. 2017(04)
[2]深井钻杆疲劳刺漏原因与钻柱设计[J]. 王新虎,卢强,苏建文,谢巨良. 石油管材与仪器. 2016(02)
[3]中国石化马深1井8418m成亚洲最深井[J]. 油开. 复杂油气藏. 2016(01)
[4]勘探所研发系列铝合金钻杆[J]. 本刊讯. 地质装备. 2015(04)
[5]高强度铸造钛合金的发展现状及前景[J]. 谢永盛,徐纯辉. 铸造技术. 2014(10)
[6]13000m科学超深井钻探技术[J]. 张金昌,刘秀美. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(09)
[7]铝合金钻杆与钢接头可靠连接过盈量的计算及组装工艺[J]. 毛建设,孙友宏,刘宝昌,薛军,马少明,时元玲. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[8]中国石化超深井钻井技术现状与发展建议[J]. 闫光庆,张金成. 石油钻探技术. 2013(02)
[9]铝合金钻杆的特点及应用前景[J]. 余荣华,袁鹏斌. 石油矿场机械. 2011(03)
[10]新型钛合金和铝合金钻杆结构安全性分析[J]. 王永夏,张传涛,张蓓. 石油矿场机械. 2010(12)
博士论文
[1]表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响[D]. 杜东兴.西北工业大学 2014
硕士论文
[1]铝合金钻杆材料腐蚀机理及表面防护研究[D]. 刘俊秀.中国地质大学(北京) 2017
[2]特殊温度环境下合金金属材料的力学性能研究[D]. 周姝.中国民航大学 2016
[3]高强度钻杆制造技术研究[D]. 王斌.西安科技大学 2014
[4]俄罗斯铝合金钻杆技术应用及前景分析[D]. 阎美萍.中国石油大学（华东） 2013
[5]超深井条件下钻柱使用深度极限的研究[D]. 张冰冰.中国地质大学（北京） 2011
[6]S135钻杆钢氧腐蚀和腐蚀疲劳影响因素的研究[D]. 王磊.西北工业大学 2006
本文编号：3319424
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