钛合金钻杆在特深井修井作业中的适应性研究

发布时间：2021-08-19 13:19

　　特深井修井作业中,修井钻具面临载荷大、安全系数低及修井机负载高等难题,常规S135钢钻具已经不能完全满足作业需求。为此,开展了钛合金钻杆的力学性能测试研究。对钛合金钻杆的硬度、拉伸性能和旋转弯曲疲劳性能进行了全面的测试和分析,建立了钛合金钻杆管体强度计算模型,对管体抗拉强度和抗内压强度进行了建模和计算。在此基础上,对钛合金钻杆在特深井修井作业中的适用性进行了研究,对钛合金+钢钻杆复合钻具组合进行了抗拉校核及水力性能计算。分析结果表明,使用钛合金+钢钻杆复合钻具组合后,解卡作业最大钩载由1 784 kN降低至1 519 kN,作业管柱最小安全系数由1.16升至1.59。研究结果为特深井修井钻具轻量化技术分析提供了理论依据。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(11)北大核心

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【部分图文】：

硬度测试试验原理示意图

图1 硬度测试试验原理示意图焊区不同位置(1～14)剖面硬度分别为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。

当冲砂液黏度为20 m Pa·s时，计算出两种不同钻具组合使砂粒上返的临界排量，在对应的临界排量下，两种不同钻具组合的循环摩阻随砂粒直径的变化规律如图3所示。由图3可知:随着砂粒直径的增大，两种钻具组合的循环摩阻均逐渐增大;采用钛合金+钢钻杆复合钻具组合后，钻杆内流道直径增大，循环摩阻显著降低。当砂粒直径为8 mm时，在循环泵压为25 MPa的要求下，两种不同钻具组合的最大排量随液体黏度的变化规律如图4所示。由图4可知:随着液体黏度的增大，两种钻具组合的最大循环排量均逐渐减小;采用钛合金+钢钻杆复合钻具组合后，钻杆内流道直径增大，循环排量显著提高。


本文编号：3351486