型鉆桿材料介紹ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 5“ 英寸 ) 的普通 S135級(jí)鋼鉆桿強(qiáng)度重力比為 480 000, 而同規(guī)格復(fù)合材料鉆桿則為 625 000, 比 S135級(jí)鋼鉆桿提高 3012% 。 碳纖維復(fù)合材料鉆桿 ? 為達(dá)到一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求 , 復(fù)合材料鉆桿壁厚要大于普通鋼鉆桿 。而卻擁有很高的破裂延伸度，除了高強(qiáng)度外，更有以下好處： 凱夫拉材料 熱穩(wěn)定性， Kevlar大熱試驗(yàn)中（ TGA）非常穩(wěn)定，直至 600℃ 才有明顯的重量喪失； 低侵蝕性，具有高含量的 Kevlar試片，表現(xiàn)出比半金屬片低的侵蝕性； 耐磨性，與石棉纖維制成的剎車(chē)片比較，在 Kevlar纖維開(kāi)松良好的狀態(tài)下，體現(xiàn)出非常低的磨耗性。 安全系數(shù) 因?yàn)閼?yīng)力強(qiáng)度從鉆桿內(nèi)壁到外壁是變化的 , 因此 , 應(yīng)取其最大值為校核的依據(jù) , 安全系數(shù)為 : 式中 , σ s為材料的屈服極限 。首先模擬了扭矩為 20220 N m 時(shí)不同軸向載荷下的鈦合金鉆桿結(jié)構(gòu)安全性。 軸向載荷為 250 kN、扭矩為 10 000~ 50 000 N m時(shí) , 扭矩與峰值應(yīng)力成線性增加。 鋁合金鉆桿室內(nèi)試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果及分析 ( 1) 鉆桿桿體剖樣抗拉試驗(yàn) 圖 2 是分別選擇四組不同固溶溫度、保溫 1 h、水冷后，在人工時(shí)效 130 177。 鋁合金鉆桿室內(nèi)試驗(yàn) ( 2) 鉆桿小樣螺紋副抗拉試驗(yàn) 鉆桿設(shè)計(jì)應(yīng)遵循等強(qiáng)度原則，即鉆桿螺紋副抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于鉆桿桿體抗拉強(qiáng)度。 與 DZ60 鋼腐蝕特性相比，鋁合金鉆桿在酸性、中性 ( 或弱堿性 ) 環(huán)境下具有較好的抗腐蝕性能。從表中可以看出， 7E04 鋁合金在中性環(huán)境下無(wú)腐蝕 。從圖中可以看出，隨著時(shí)效溫度的升高，桿體的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度先升高后降低 。 鉆桿表面硬度測(cè)量。圖 4 為軸向載荷為 100~ 500 kN 時(shí)鋁合金鉆桿所對(duì)應(yīng)的峰值應(yīng)力曲線 , 可以看出 , 隨著軸向載荷的增大 , 應(yīng)力峰值也依次增大 。 鉆桿的有限元分析 ? 鈦合金鉆桿 為量化研究鈦合金鉆桿結(jié)構(gòu)安全性 , 本文模擬了 ?? 127 mm 鈦合金鉆桿在不同軸向載荷和扭矩下的峰值應(yīng)力 ( 由鉆桿使用工況可知鉆桿在使用過(guò)程中很少存在失穩(wěn)的情況 , 故不作考慮。 井眼彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 井眼彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為： 鉆桿安全性理論計(jì)算 上式中 , E 為鉆桿材料的彈性模量 。 Kevlar纖維是石棉的 2到 11倍強(qiáng)度；是高強(qiáng)度石墨的 倍強(qiáng)度；是玻璃纖維的 3倍強(qiáng)度；是相同重量下鋼纖維的 5倍強(qiáng)度。 ( 5) 鉆桿無(wú)磁性 , 方便井下測(cè)量 。 ( 2) 強(qiáng)度重力比高。這種新型接頭具有以下特點(diǎn) : （ 1）首創(chuàng)雙頭螺紋設(shè)計(jì) , 縮短上、卸扣時(shí)間達(dá) 50%, 提高起下鉆效率 。 ? 鈦合金鉆桿由三個(gè)基本要素組成：鉆桿本體、鉆桿接頭、接頭與本體連接。 鋁合金鉆桿 ? （ 6）對(duì)于交變彎曲和動(dòng)應(yīng)力的抵抗力 , 鉆桿中的
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