型鉆桿材料介紹ppt課件(完整版)
【正文】 荷及軸向載荷為 250 kN 時(shí)不同扭矩下的鋁合金鉆桿結(jié)構(gòu)安全性。其力學(xué)模型如圖 1所示。 J 為鉆桿截面極慣矩， r 為半徑。由于這種新型材料密度低、強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、高強(qiáng)度及模數(shù)并易于加工和成型，而受到人們的重視。而復(fù)合材料鉆桿纏繞纖維結(jié)構(gòu)后具有更高的疲勞強(qiáng)度。對(duì)于深井而言 , 鉆柱質(zhì)量的減輕意味著使用現(xiàn)有鉆機(jī)能力可以鉆進(jìn)更深的距離。 由于采用薄壁結(jié)構(gòu)使得水力性能要優(yōu)于鋁合金及鈦合金鉆桿 , 這對(duì)于大位移井和深井尤為重要 超高強(qiáng)度鋼鉆桿 ? 三、接頭 超高強(qiáng)度鋼鉆桿的接頭設(shè)計(jì)原則是具有最小的外徑和最大的內(nèi)徑 , 以減輕質(zhì)量、增強(qiáng)水力學(xué)性能 , 同時(shí)傳遞大的扭矩為此 , 專門(mén)設(shè)計(jì)了高強(qiáng)度雙臺(tái)肩鉆桿接頭。鈦的這些性能特別適用于高溫、腐蝕環(huán)境中，但是鈦合金鉆桿制造費(fèi)與鋼鉆桿相比非常高，且市場(chǎng)很有限。俄羅斯完成的研究結(jié)果顯示 , 鋁合金鉆桿具有很強(qiáng)的吸收彈性振動(dòng)能量的能力 , 厚壁鋁合金鉆桿較鋼鉆桿的減震能力大約要高 50% 。通常 , 鋁合金鉆柱的磨損較鋼鉆柱容易。 抗硫鉆桿 鋁合金鉆桿 ? 一、優(yōu)越性（與常規(guī)鋼性鉆桿） （ 1）降低對(duì)鉆機(jī)載荷的要求 , 比鋼性鉆柱有更大的鉆深能力。 ? 抗硫鉆桿在國(guó)內(nèi)得到了大量的應(yīng)用 , 從 95SS 鋼級(jí)的鉆桿直到 105SS鋼級(jí)的鉆桿。 鋁合金鉆桿 ? （ 3） 鋁合金鉆柱對(duì)套管的磨損比鋼鉆柱輕。因此 , 相對(duì)于鋼性鉆桿 ,鋁合金鉆桿對(duì) H2S 腐蝕介質(zhì)的抵抗力更高。鋼接頭鋁合金鉆桿的接頭用鋼材制造 , 桿體與接頭采用快速熱配裝方法實(shí)施螺紋連接。 ? 二、超高強(qiáng)度鋼鉆桿特點(diǎn) ? 為說(shuō)明超高強(qiáng)度鋼鉆桿 UD 165的性能優(yōu)勢(shì) ,將高性能鉆桿的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比 , 見(jiàn)表 3。 碳纖維復(fù)合材料鉆桿 ? 一、概況 復(fù)合材料鉆桿由復(fù)合材料管和鋼接頭組成，并保證管材與接頭的密封性，成型后，抽出心棒，并在其外涂覆耐磨材料。復(fù)合材料鉆桿具有很大的靈活性 , 可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求調(diào)節(jié)材料性能 , 因此具有優(yōu)越的抗腐蝕性能。另外 , 目前復(fù)合材料鉆桿價(jià)格為普通鋼鉆桿的3倍左右 , 這會(huì)增加投資 , 但是其整體綜合成本還是要優(yōu)于普通鋼鉆桿。 不同材質(zhì)高強(qiáng)度鉆桿的主要性能 鉆桿安全性理論計(jì)算 軸向拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 軸向拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力為： 式中 , Ft 為軸向拉力 ,N 。 建立鉆桿力學(xué)模型 ? 模擬了直徑為 127mm 新型鈦合金鉆桿和鋁合金鉆桿 , 鈦合金鉆桿密度為 4103 kg/ m3 , 彈性模量為 119GPa, 泊松比為 。在軸向載荷 500 kN 時(shí) , 峰值應(yīng)力為 237. 2 MPa。鋁合金鉆桿屈服強(qiáng)度約為 150 MPa。數(shù)據(jù)表明，隨著固溶溫度的升高，桿體的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度先升高后降低 。從圖 4 中我們還可以發(fā)現(xiàn)，鋁合金鉆桿彈性變形大，桿體斷裂時(shí)具有較大的殘余變形，且無(wú)明顯的屈服階段和縮頸階段。 Thank you! 。 試驗(yàn)結(jié)果分析 腐蝕速率即單位面積上鉆桿在不同介質(zhì)中單位時(shí)間
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