型鉆桿材料介紹ppt課件-閱讀頁
2025-01-29 13:22本頁面
【正文】 度 , 這會引起密度窗口鉆井井控問題。 凱夫拉材料 ? 在本世紀 60年代，美國杜邦公司研制出一種新型復合材料棗 “凱夫拉 ”材料。由于這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、高強度及模數(shù)并易于加工和成型，而受到人們的重視。且 Kevlar的密度非常低，幾乎只有石棉密度的一半。維持預成型剎車片的強度，保持填充劑的持久性。A 為鉆桿截面積 , m2。 J 為鉆桿截面極慣矩， r 為半徑。 kb 為井眼曲率。 σ imax為截面上峰值應力強度。 鋁合金鉆桿密度為 2700 kg/ m3 , 彈性模量為 70GPa, 泊松比為 0. 33。其力學模型如圖 1所示。 ) 。圖 2 為軸向載荷為 100~ 500 kN 時所對應的峰值應力曲線 , 可以看出 , 隨著軸向載荷的增大 , 應力峰值也依次增大。由式 ( 8) 計算可知 , 在工作載荷范圍內工具的安全系數(shù) 3. 3( 鈦合金鉆桿屈服強度約為 840 MPa) , 其結構安全性滿足使用要求。分別模擬了扭矩為 20 000 N m 時不同軸向載荷及軸向載荷為 250 kN 時不同扭矩下的鋁合金鉆桿結構安全性。 軸向載荷為 500 kN時 , 峰值應力為 233. 4 MPa。扭矩為 50000 N m時 , 峰值應力為 457. 1 MPa。為解決上述不足 , 可加厚鋁合金鉆桿的壁厚 , 但會造成水力性能不良。試驗采用箱式電爐，對鋁合金管材進行不同固溶溫度、時效溫度熱處理后，按相關幾何尺寸切割剖樣，在將剖樣置于 WA－ 1000C 型電液伺服萬能試驗機上進行抗拉試驗，試驗后讀取其屈服強度、抗拉強度及測量伸長率。對鉆桿墩粗部位進行兩組 16個點的表面硬度測量，求其平均值，得出表面硬度值。 5℃ ，保溫 14 h、空冷的熱處理條件下，固溶溫度對桿體屈服強度、抗拉強度的影響曲線圖。 在固溶溫度達到 470℃ 時，屈服強度、抗拉強度達到最大值，分別是 585MPa、 645MPa。 5℃ 、保溫 1 h、水冷基礎上選擇三組不同人工時效溫度，保溫 14 h、空冷的熱處理條件下，時效溫度對桿體屈服強度、抗拉強度的影響曲線圖。時效溫度在 133℃ 時，桿體機械強度最高。圖 4 是鉆桿小樣抗拉強度試驗的曲線圖，試驗結果為鉆桿桿體斷裂，抗拉力為 631kN，也就是說螺紋副抗拉強度 631kN。 鋁合金鉆桿室內試驗 ? 二、 鉆桿腐蝕試驗 試驗方法（以 7E04鋁合金鉆桿和及 DZ60 鋼管材試驗為例） 將 7E04 鋁合金及 DZ60 鋼管材切割成一定高度的環(huán)狀試件，打磨、清潔、干燥、稱重后放入三種不同 pH 值的特定溶液中， 72 h 后取出，在經(jīng)清洗、除垢、 晾干后在稱重，計算腐蝕速率。 鋁合金鉆桿室內試驗 ? 表 3 是 7E04 鋁合金及 DZ60 鋼在似鹽水泥漿腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕性能指標。 與酸性環(huán)境下相比，在堿環(huán)境下鋁合金鉆桿的腐蝕速率相對較大 。相關研究表明，鋁合金鉆桿在飽和 H2S 溶液和 CO2 溶液里長期浸泡也不腐蝕，經(jīng)實際應用發(fā)現(xiàn)，在任何溫度下鋁合金鉆桿都可有效防止 H2S 和 CO2 的腐
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