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基于3D有限元仿真的钻杆接头应力分析与集中系数研究
1
作者 张旺 何胜煜 卜长根 《钻探工程》 2026年第1期52-58,共7页
钻井工程中,钻杆接头螺纹连接处失效占比高达86%,是钻柱失效的主要风险部位。为深入分析接头应力分布及集中特性,本研究基于三维有限元仿真,对API标准单台肩与双台肩钻杆接头在轴向和扭转载荷下的应力进行了对比分析,并针对NC50型接头... 钻井工程中,钻杆接头螺纹连接处失效占比高达86%,是钻柱失效的主要风险部位。为深入分析接头应力分布及集中特性,本研究基于三维有限元仿真,对API标准单台肩与双台肩钻杆接头在轴向和扭转载荷下的应力进行了对比分析,并针对NC50型接头计算了轴向与扭转应力集中系数。研究发现:单台肩螺纹最大应力集中于螺纹啮合部第一圈齿根处;双台肩螺纹的最大轴向应力和剪切应力显著低于单台肩螺纹(分别约24%和27.3%),尤其在高扭矩下性能优势更明显;NC50接头的轴向应力集中系数为4.21,扭转应力集中系数为3.73。本研究成果为钻杆接头性能优化设计、钻井系统应力精确计算及疲劳寿命预测提供了重要依据。 展开更多
关键词 钻柱失效 螺纹连接 应力集中系数 疲劳失效 有限元分析 结构优化
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隧洞勘察定向钻进连续取心钻具性能验证试验
2
作者 葛字家 张书磊 +3 位作者 张恒春 马攀峰 代常友 吕万宏 《钻探工程》 2026年第1期85-90,共6页
为解决深埋输水隧洞勘察中传统垂直孔勘察效率低、定向钻具无法实现连续取心的问题,基于绳索取心与定向钻进技术,研制了新型定向钻进连续取心钻具,并搭建室内钻进试验平台,对钻具的定向造斜和连续取心性能进行了验证。结果表明:该钻具... 为解决深埋输水隧洞勘察中传统垂直孔勘察效率低、定向钻具无法实现连续取心的问题,基于绳索取心与定向钻进技术,研制了新型定向钻进连续取心钻具,并搭建室内钻进试验平台,对钻具的定向造斜和连续取心性能进行了验证。结果表明:该钻具性能稳定,能够实现定向钻进与高质量连续取心,实际造斜能力达3.50°/30 m,与理论计算值基本吻合,岩心采取率高达93%~98%,岩石质量指标达80%~91%。本研究为深埋长隧洞工程勘察提供了一种高效、可靠的技术方案,对推动定向钻进连续取心技术的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 定向钻进 连续取心 绳索取心 工程勘察 深埋输水隧洞
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井下钻探中的钻头磨损与优化设计研究
3
作者 马旋旋 《工程与技术应用》 2026年第1期25-27,共3页
井下钻探作业中钻头磨损严重影响钻进效率与勘探质量,其磨损机理与结构优化成为钻具研发的重要方向。本文从井下复杂地层环境、冲击载荷与摩擦热等因素出发,分析钻头失效与磨损特征,探讨材料性能、刀翼结构与流道设计对耐磨性的影响。... 井下钻探作业中钻头磨损严重影响钻进效率与勘探质量,其磨损机理与结构优化成为钻具研发的重要方向。本文从井下复杂地层环境、冲击载荷与摩擦热等因素出发,分析钻头失效与磨损特征,探讨材料性能、刀翼结构与流道设计对耐磨性的影响。基于常见PDC钻头与硬质合金钻头的应用表现,总结适用于不同岩性条件的结构改进策略与优化设计思路,为提升钻进速度、延长钻具寿命与降低作业成本提供参考。 展开更多
关键词 井下钻探 钻头磨损 优化设计 材料性能 结构改进
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坚硬地层绳索取心钻进用孕镶钻头与PDC钻头应用效果对比
4
作者 蔡迎千 陈龙 +2 位作者 冯涛 杨升 李金锋 《地质装备》 2026年第1期16-21,共6页
潼关小秦岭金矿是我国重要的金矿资源基地,兼具矿产资源富集与交通便利优势。本次研究工作区处于小秦岭造山带北缘与渭河地堑交汇处,该区域岩石类型主要为花岗岩和石英岩,单轴抗压强度高、可钻性差,在地质勘探中极大地制约了钻进效率。... 潼关小秦岭金矿是我国重要的金矿资源基地,兼具矿产资源富集与交通便利优势。本次研究工作区处于小秦岭造山带北缘与渭河地堑交汇处,该区域岩石类型主要为花岗岩和石英岩,单轴抗压强度高、可钻性差,在地质勘探中极大地制约了钻进效率。为解决该技术难点,本研究优化了钻头结构设计,经现场试验得出以下结论:在岩心采取率上,孕镶钻头与PDC钻头均可实现高保真样本采集,但PDC钻头的平均取心率、平均岩心长度及RQD值均略高于孕镶金刚石钻头;在钻进效率上,PDC钻头平均机械钻速(1.04 m/h)高于孕镶金刚石钻头(0.80 m/h);在经济效益对比上,PDC钻头每米钻进费用较孕镶钻头节省108.1元。基于上述成果形成的小秦岭金矿硬岩地层钻头选型体系与应用策略,为同类型金矿地区的钻探工程提供了重要的技术参考。 展开更多
关键词 小秦岭金矿 坚硬地层 绳索取心钻进 孕镶金刚石钻头 PDC钻头
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H口径液力举升绳索取心钻具研制及试验研究
5
作者 韦海瑞 朱芝同 +6 位作者 王久全 刘阔 贾明浩 贾炜 闫家 邵玉涛 刘广 《钻探工程》 2025年第1期31-38,共8页
绳索取心是目前广泛应用的不提钻取心技术,对于水平孔和大深度直孔取心钻探,绳索取心钻具下入是一个难度大、耗时长过程,孔深越大,效率越低。本文基于液力举升工艺原理,利用冲洗液循环动力,采用正循环取心钻进、反循环液力打捞方法,在... 绳索取心是目前广泛应用的不提钻取心技术,对于水平孔和大深度直孔取心钻探,绳索取心钻具下入是一个难度大、耗时长过程,孔深越大,效率越低。本文基于液力举升工艺原理,利用冲洗液循环动力,采用正循环取心钻进、反循环液力打捞方法,在现有取心钻具基础上对投送打捞系统进行设计,研制了H口径液力举升式绳索取心钻具。依托钻探试验平台和试验孔开展了钻具孔内试验,分别进行了3次可视化台架模拟试验、4个回次取心钻进试验、2个回次液力举升试验,钻具顺利完成取心作业并成功实现钻具内管总成的液力举升回收。液力举升绳索取心钻具的研制为水平孔及大深度直孔取心钻探工艺开拓了新思路。 展开更多
关键词 绳索取心 液力举升 取心钻具 取心工艺 投送打捞
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特深井钻杆接头耐磨减摩双向防护机制研究
6
作者 吴迪 乔铭朝 +3 位作者 梁晨帆 孔令镕 王瑜 张凯 《钻探工程》 2025年第6期42-51,共10页
针对深井、超深井、特深井钻井过程中钻杆接头耐磨带-套管摩擦副的严重磨损问题,建立了钻柱-套管耐磨减摩的双向防护模型,提出了金刚石复合材料耐磨带与套管的双向防护机制,并开展了金刚石复合材料耐磨带摩擦学性能实验验证。该研究阐... 针对深井、超深井、特深井钻井过程中钻杆接头耐磨带-套管摩擦副的严重磨损问题,建立了钻柱-套管耐磨减摩的双向防护模型,提出了金刚石复合材料耐磨带与套管的双向防护机制,并开展了金刚石复合材料耐磨带摩擦学性能实验验证。该研究阐释了金刚石复合材料耐磨带耐磨减摩的机理,并通过构建包含岩层轴向反力和接触载荷的钻柱-套管的力学模型,采用自主研发的摩擦磨损试验机进行实验。研究不同工况下钻杆接头的磨损量及磨损形貌特征,结合拉曼光谱揭示了表面摩擦化学反应机制。结果表明:金刚石复合材料耐磨带通过硬质相支撑和自润滑协同作用,可使摩擦系数显著降低,形成的梯度复合保护层和石墨化转移膜能有效实现钻杆接头与套管表面的双向防护。研究成果为深井钻杆接头耐磨带结构优化提供了理论支撑与实验依据。 展开更多
关键词 钻杆接头耐磨带 套管磨损 钻柱动力学 磨损机理 摩擦实验 双向防护 特深井
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用于坚硬致密地层螺旋金刚石钻头的研制及应用
7
作者 刘洋 李强 《工程建设与设计》 2026年第4期123-125,共3页
针对坚硬质密底层中传统钻头效率低、寿命短的技术瓶颈,论文提出一种基于螺旋结构与孕镶金刚石复合设计的新型钻头。通过多学科交叉优化,系统阐明了钻头的材料选型准则、结构设计原理及制造工艺创新,并结合西延高铁工程实例验证其性能... 针对坚硬质密底层中传统钻头效率低、寿命短的技术瓶颈,论文提出一种基于螺旋结构与孕镶金刚石复合设计的新型钻头。通过多学科交叉优化,系统阐明了钻头的材料选型准则、结构设计原理及制造工艺创新,并结合西延高铁工程实例验证其性能。试验表明,新型钻头在水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)与灰土地层中的钻进速率达2.32 m/h,较常规钻头(0.40 m/h)提升近5倍,单次寿命延长8倍以上,为复杂地层桩基施工提供了高效、低耗的技术方案。 展开更多
关键词 桩基施工 坚硬地质 螺旋金刚石复合钻头
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破碎地层取心钻具的环空流结构多目标优化研究
8
作者 李满 刘晓阳 +3 位作者 李昌平 贺鑫 易奇 段隆臣 《钻采工艺》 北大核心 2025年第6期156-163,共8页
针对松软、破碎地层钻探中存在的取心质量差、钻探效率低等问题,本研究基于集成钻孔取心与多参数测量的复合式钻具系统,对传统的单动双管钻具结构进行了改进,通过优化设计与多目标优化算法实现了单动双管钻具环空流结构参数的优化。首先... 针对松软、破碎地层钻探中存在的取心质量差、钻探效率低等问题,本研究基于集成钻孔取心与多参数测量的复合式钻具系统,对传统的单动双管钻具结构进行了改进,通过优化设计与多目标优化算法实现了单动双管钻具环空流结构参数的优化。首先,对传统的单动双管钻具结构进行改进和分析,设计了快拆机构、堵心报警机构、防泥沙机构以及液力退心结构,阐明影响钻井液压力沿程损失和岩心表面压力的重要结构参数。其次,建立了单动双管钻具环空流流体仿真模型,选取分水接头内径和角度、扶正环出水口个数、卡簧座与钻头台阶面的距离作为结构优化参数,钻井液压力沿程损失和岩心表面压力为优化目标,设计了正交试验,进行了数值模拟研究。改进了多目标优化算法,对分水接头内径和角度、扶正环出水口个数、卡簧座与钻头台阶面的距离改进,以钻井液压力沿程损失和岩心表面压力目标函数,进行了多目标优化求解,最后进行仿真验证,选取最优结构参数设计并确定了改进型单动双管的环空流结构参数以及钻具样机制造。仿真试验结果得出优化后的钻具结构显著降低了压力沿程损失和岩心表面压力。该研究为松软、破碎地层中钻探装备设计提供了理论支撑与工程实践参考。 展开更多
关键词 单动双管钻具 数值模拟 钻井液压力沿程损失 岩心表面压力 多目标优化
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碎软煤层密闭保压取心钻具的设计与室内试验
9
作者 卢春华 石家润 +4 位作者 张涛 王荣璟 乔梦迪 鲁浩然 江昌禄 《钻探工程》 2025年第5期67-75,共9页
煤层气含量是表征煤储层特征的关键参数,提高煤层气含量测试结果准确度最为直接有效的途径就是采用密闭保压取心技术,把煤心样品密封在钻具内,提至地面进行解吸。本文提出了一种用于碎软煤层的绳索打捞提拉翻转球阀式密闭保压取心钻具... 煤层气含量是表征煤储层特征的关键参数,提高煤层气含量测试结果准确度最为直接有效的途径就是采用密闭保压取心技术,把煤心样品密封在钻具内,提至地面进行解吸。本文提出了一种用于碎软煤层的绳索打捞提拉翻转球阀式密闭保压取心钻具技术方案,对该密闭保压取心钻具的工作机理及关键技术开展研究,详细阐述了该钻具的总体结构方案、主要零部件的结构设计计算、室内试验及优化改进方案。研究和试验表明:该密闭保压取心钻具结构简单、密封效果好、操作方便、可获得尽可能大的岩心直径(118 mm口径钻孔可获取直径50 mm的岩心);带动球阀翻转的拨杆和拨环尺寸的精确配合是决定球阀能否顺利翻转、实现密封的重要因素。 展开更多
关键词 碎软煤层 保压取心 密闭保压取心钻具 绳索打捞 翻转球阀
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贵州岩溶地区复杂地层深部取心钻探技术
10
作者 宋继伟 蔡记华 +2 位作者 朱斗圣 班金彭 郝海洋 《贵州地质》 2025年第3期414-422,共9页
深部取心钻探是钻探工程领域的重要难题之一,在贵州省岩溶地区复杂地层实施深部取心钻探更是难上加难。本文总结贵州省岩溶地区复杂地层深部取心钻探工作经验,形成一套以深部取心钻探钻机选型、钻孔结构设计规律、钻杆钻头配套、钻井液... 深部取心钻探是钻探工程领域的重要难题之一,在贵州省岩溶地区复杂地层实施深部取心钻探更是难上加难。本文总结贵州省岩溶地区复杂地层深部取心钻探工作经验,形成一套以深部取心钻探钻机选型、钻孔结构设计规律、钻杆钻头配套、钻井液体系、典型事故处理工具为核心内容的较成熟完整的贵州省岩溶地区复杂地层深部取心钻探技术工艺体系。该技术体系能有效保障贵州省岩溶地区复杂地层10003000 m深度深部取心钻探孔内安全,可以为国内外深部取心钻探工作提供借鉴。 展开更多
关键词 岩溶地区 复杂地层 深部取心钻探 技术工艺体系
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基于热管强化传热的天然气水合物孔底冷冻取样器优化研究
11
作者 口宜航 曲莉莉 +3 位作者 赵研 冯壕辛 孙思远 贾瑞 《钻探工程》 2025年第6期67-76,共10页
针对天然气水合物孔底冷冻取样器冷源利用率低的问题,本文提出基于热管强化传热的优化方案。搭建取样装置试验台,开展岩心冷冻室内试验,初步研究热管对储冷机构与冷冻机构间传热效果的优化作用。结合传热数值模拟,进一步分析热管在取样... 针对天然气水合物孔底冷冻取样器冷源利用率低的问题,本文提出基于热管强化传热的优化方案。搭建取样装置试验台,开展岩心冷冻室内试验,初步研究热管对储冷机构与冷冻机构间传热效果的优化作用。结合传热数值模拟,进一步分析热管在取样器中的作用,探讨在海洋水合物取心工况下,不同冷源初始温度和取心长度对冷冻机构冷冻效果的影响。结果表明,热管优化结构使岩心温度分布更均匀,冷源利用率提升31.59%,岩心冷冻速率提升42.21%。使用热管强化传热,增强了天然气水合物孔底冷冻取样器的冷冻效果,对推动孔底冷冻取样器的工程应用、打破国外对水合物取样技术的垄断具有积极的意义。 展开更多
关键词 天然气水合物 孔底冷冻取样器 传热 热管 冷源利用率
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洞庭湖湿地生态修复松散泥沙砾石层取心技术
12
作者 王虎 周成建 +4 位作者 郭军 王杰 王稳石 方国庆 胡郁乐 《钻探工程》 2025年第5期100-105,共6页
为完成洞庭湖湿地生态修复综合调查项目,施工了一口贯穿洞庭湖区第四纪松散泥沙砾石层的标准取样钻孔,要求全孔保真取心。采用了增大取心口径,小口径干钻取心,大口径跟管护壁等综合手段,顺利完成施工任务,岩心采取率超过95%,岩心基本未... 为完成洞庭湖湿地生态修复综合调查项目,施工了一口贯穿洞庭湖区第四纪松散泥沙砾石层的标准取样钻孔,要求全孔保真取心。采用了增大取心口径,小口径干钻取心,大口径跟管护壁等综合手段,顺利完成施工任务,岩心采取率超过95%,岩心基本未受污染。进行了光圈式特种取心钻具现场应用试验,试验结果表明,该钻具可以取得更好的保真取心效果,但还存在钻具岩心管长度不足等缺点,为该钻具改进与推广提供了依据。通过本钻孔的施工,摸索出了一套适合洞庭湖区松散泥沙砾石层的采样技术方法,为湖区第四纪生态地质研究奠定了基础。 展开更多
关键词 生态修复 松散地层 保真取心 超前取心 跟管钻进 光圈式特种取心钻具
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中空螺杆取心钻具中空万向节力学分析
13
作者 韩泽龙 赵明 +3 位作者 张欣 田英英 王林浩 陈晓君 《钻探工程》 2025年第4期75-80,共6页
中空万向节是中空螺杆取心钻具中的薄弱环节之一,它直接影响着中空螺杆取心钻具的使用寿命。在传统实心挠性轴万向节的基础上进行中空化设计,并利用有限元软件对中空万向节进行了力学分析,研究了力学参数,几何参数对其力学性能的影响。... 中空万向节是中空螺杆取心钻具中的薄弱环节之一,它直接影响着中空螺杆取心钻具的使用寿命。在传统实心挠性轴万向节的基础上进行中空化设计,并利用有限元软件对中空万向节进行了力学分析,研究了力学参数,几何参数对其力学性能的影响。结果显示,与常规挠性轴万向节相比,具有通浆孔的中空万向节在通浆孔处应力、应变较大,易发生损伤失效,其他部位的受力情况与同尺寸不具备通浆孔的中空万向节基本一致,通浆孔并未改变其他部位受力情况;应力和扭矩呈比例关系;应变随着扭矩的增大而增大,但增加的幅度随着扭矩的增大而降低,呈非线性规律变化;当通浆孔距离端面250 mm时,应力、应变均为最小,该尺寸为最优尺寸。研究结果为后续高性能中空万向节的设计奠定了基础。 展开更多
关键词 中空螺杆 取心钻具 中空万向节 力学分析 优化设计
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特深井大尺寸井眼Ø168.3 mm S135钻杆失效分析与对策 被引量：2
14
作者 蔡明杰 付强 +3 位作者 贺明敏 陈友生 彭浩 谭雷川 《钻探工程》 2025年第4期69-74,共6页
为提升大尺寸井眼中钻具强度,某特深井首次采用Ø168.3 mmS135钻杆,有效保障了大尺寸井眼钻具安全,但回厂检测钻杆时仍然发现了多种失效形式。通过钻杆生命周期追溯、统计分析、钻柱力学分析以及实验研究等方法找到了失效原因。研... 为提升大尺寸井眼中钻具强度,某特深井首次采用Ø168.3 mmS135钻杆,有效保障了大尺寸井眼钻具安全,但回厂检测钻杆时仍然发现了多种失效形式。通过钻杆生命周期追溯、统计分析、钻柱力学分析以及实验研究等方法找到了失效原因。研究表明,大尺寸井眼中Ø168.3 mm钻杆失效类型主要是螺纹磨损、钻杆弯曲、钻杆腐蚀和疲劳失效。螺纹磨损主要是由钻杆使用时间长、上卸扣次数多引起,但常规API螺纹结构也有待优化以提高螺纹抗磨损能力;钻杆弯曲是由于钻杆在大拉伸载荷下,长时间承受较大弯曲应力最终导致其发生塑性变形;钻杆腐蚀是由于出井钻杆表面残留有钻井液,在空气-水-氯离子的环境中腐蚀速率大大增加;钻杆疲劳失效是由钻铤附近的钻杆应力集中明显、大尺寸井眼中钻具弯曲变形大引起。基于钻杆失效原因分析,提出了预防大尺寸井眼中Ø168.3 mm钻杆失效的措施。研究成果可为S135钢级Ø168.3 mm钻杆在特深井大尺寸井眼中的安全应用提供指导。 展开更多
关键词 特深井 大尺寸井眼 Ø168.3 mm钻杆 失效分析
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CDH-125型无阀气动潜孔锤冲击系统动力学特性分析
15
作者 郭乃铭 王清岩 +2 位作者 罗朝椿 钟蔚岭 李昊轩 《钻探工程》 2025年第3期126-133,共8页
本文针对CDH-125型气动潜孔锤冲击动力学过程进行研究,对无阀配气活塞运动过程中的受力状态进行了准确的分析,进而基于有限差分方法,对潜孔锤工作过程中的热力学以及动力学微分方程组进行迭代求解,得到潜孔锤活塞以及气室的动态工作特性... 本文针对CDH-125型气动潜孔锤冲击动力学过程进行研究,对无阀配气活塞运动过程中的受力状态进行了准确的分析,进而基于有限差分方法,对潜孔锤工作过程中的热力学以及动力学微分方程组进行迭代求解,得到潜孔锤活塞以及气室的动态工作特性,包括活塞位移和速度之间的相对关系,前、后气室的压力、温度交换关系等;应用多物理场仿真软件SimulationX对有限差分法求解结果进行对比验证,活塞冲程最大速度相差3%,回程最大速度相差19%,工作频率相差5%。基于上述结果,进一步对活塞与内缸之间气体黏性摩擦力进行计算与分析,结果表明:与无黏流体理想情况下进行对比,单一工作周期内黏性摩擦力使潜孔锤工作频率降低0.15%,使活塞的冲程最大能耗增加0.05~1.34 J/次,黏性摩擦力对潜孔锤动态性能的影响不可忽略。 展开更多
关键词 气动潜孔锤 冲击动力学 有限差分法 MATLAB 气体黏性摩擦力 动态工作特性 SimulationX
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SiC与碳纤维强化2A12铝合金钻杆材料的拉伸性能研究
16
作者 黄世寅 刘宝昌 +5 位作者 孟庆南 吴金昊 袁牧 王思凡 毛馨悦 邱玉婷 《钻探工程》 2025年第5期76-85,共10页
我国浅层和中浅层油气资源总量随着不断开采而逐渐减少,加大深层和超深层油气资源的勘探与开发对于保障国家能源安全具有重要意义。在深层超深层的高温地层进行钻井作业已经成为无法回避的工程难题,研发轻质高强且耐高温的钻杆材料迫在... 我国浅层和中浅层油气资源总量随着不断开采而逐渐减少,加大深层和超深层油气资源的勘探与开发对于保障国家能源安全具有重要意义。在深层超深层的高温地层进行钻井作业已经成为无法回避的工程难题,研发轻质高强且耐高温的钻杆材料迫在眉睫。本文采用真空热压烧结、热挤压和热处理工艺制备了SiC颗粒以及SiC颗粒和短碳纤维共混2A12铝合金钻杆材料,并对不同SiC体积分数的复合材料在不同温度的性能进行了研究。结果表明,25℃下体积分数为3%的SiC/2A12铝合金复合材料的力学性能最好,抗拉强度较2A12提高10.8%;180℃和220℃下体积分数为5%的SiC/2A12铝合金/碳纤维复合材料的力学性能最好,抗拉强度较基体分别提高17.9%和19.2%。SiC和碳纤维的混合加入可使2A12铝合金的工作温度提高40℃。SiC的强化方式主要是Orowan强化,碳纤维的强化方式主要是载荷传递。 展开更多
关键词 铝合金钻杆 短碳纤维 SIC 复合材料 高温性能 抗拉强度 深层超深层油气资源
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柔性马达载荷传递中挠轴力学特性研究
17
作者 郭强 张德龙 +3 位作者 杨鹏 翁炜 吴烁 金博 《钻探工程》 2025年第1期78-83,共6页
挠轴是超短半径柔性马达单元节间扭矩传递的关键部件。针对超短半径柔性马达钻进过程中存在挠轴断裂等失效现象,本文对柔性马达内部挠轴进行了力学建模和设计强度校核,采用有限元仿真对柔性马达单元节间扭矩传递过程中挠轴的力学特性进... 挠轴是超短半径柔性马达单元节间扭矩传递的关键部件。针对超短半径柔性马达钻进过程中存在挠轴断裂等失效现象,本文对柔性马达内部挠轴进行了力学建模和设计强度校核,采用有限元仿真对柔性马达单元节间扭矩传递过程中挠轴的力学特性进行应力分析,并通过室内试验测试柔性马达的机械性能进而分析挠轴的力学特性。结果表明,挠轴在传递扭矩中,其根部及花键接触面是扭矩传递中的应力集中区域,且挠轴疲劳寿命可满足井下连续作业需求。有限元分析和室内测试均表明挠轴可传递扭矩500 N·m,可实现交变弯扭应力下柔性马达内部扭矩载荷传递。这为超短半径柔性马达在水平井开发中的钻进工艺提供了重要的理论依据,对提高超短半径水平井水平段的钻进长度和钻进效率提供了新型的技术手段。 展开更多
关键词 超短半径 柔性马达 挠轴 力学特性 有限元分析 扭矩传递
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多级金刚石单晶孕镶柱耐磨试验研究 被引量：1
18
作者 吴海霞 沈立娜 +3 位作者 李春 赵义 张德龙 于金平 《钻探工程》 2025年第2期111-116,共6页
本文以金刚石单晶孕镶柱为研究对象,为了确定不同金刚石参数下孕镶柱的耐磨性能,设计了多级金刚石单晶孕镶柱的耐磨性对比试验。通过试验初步得到如下结论:以20/25+35/40+60/70三级目数级配的金刚石孕镶柱磨耗比数值相对较高,双倒角结... 本文以金刚石单晶孕镶柱为研究对象,为了确定不同金刚石参数下孕镶柱的耐磨性能,设计了多级金刚石单晶孕镶柱的耐磨性对比试验。通过试验初步得到如下结论:以20/25+35/40+60/70三级目数级配的金刚石孕镶柱磨耗比数值相对较高,双倒角结构的设计能够将金刚石孕镶柱的耐磨性提高3倍左右。将该孕镶柱作为副齿镶嵌在φ152 mm和φ215.9 mm复合片全面钻头上,分别进行了2支钻头的钻进测试,得到了钻头钻进效率较快,磨损极其轻微的结论。本文研究的孕镶柱在工程上具有较大应用潜力,期望为钻探工具材料设计和选择提供参考。 展开更多
关键词 孕镶柱 金刚石单晶 磨耗比 副齿 钻头
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深部钻探金刚石钻头胎体发展现状
19
作者 何迁 张凯 +1 位作者 李禹霄 王英 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第5期618-629,共12页
复杂苛刻的深部地层条件对钻头提出了更高的要求,钻头的合理选择是提高钻探效率、降低钻探成本的关键手段之一,而改进钻头的胎体性能则是保证钻头质量、提高钻头对岩层适应性的关键技术之一。本文根据深部地层坚硬且研磨性不同的特点,... 复杂苛刻的深部地层条件对钻头提出了更高的要求,钻头的合理选择是提高钻探效率、降低钻探成本的关键手段之一,而改进钻头的胎体性能则是保证钻头质量、提高钻头对岩层适应性的关键技术之一。本文根据深部地层坚硬且研磨性不同的特点,将其分为坚硬强研磨性地层和坚硬弱研磨性地层,综述了针对2种地层条件下不同的钻头胎体优化策略,简要分析了当前不同优化策略的不足,展望了深部钻探钻头胎体的未来研究方向,并指出钻头胎体性能评价体系的建立对高性能钻头胎体的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 深部钻探 强研磨性 弱研磨性 孕镶金刚石钻头 胎体
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仿生非光滑理论在钻井工程中的应用与前景 被引量：37
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作者 高科 孙友宏 +3 位作者 高润峰 徐良 王传留 李玉民 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期519-522,540,共5页
仿生学是一门可与很多学科交叉的边缘性学科,同样与钻井工程技术的融合也将产生创新性成果。在分析仿生非光滑表面减阻、防黏和耐磨特性的基础上,将该理论引入到钻头设计中,研制仿生金刚石钻头。以蜣螂为仿生原形,设计孕镶金刚石钻头的... 仿生学是一门可与很多学科交叉的边缘性学科,同样与钻井工程技术的融合也将产生创新性成果。在分析仿生非光滑表面减阻、防黏和耐磨特性的基础上,将该理论引入到钻头设计中,研制仿生金刚石钻头。以蜣螂为仿生原形,设计孕镶金刚石钻头的工作层,使工作层底唇面始终具有相同的非光滑形态,始终保持高钻速和长寿命,突显出仿生金刚石钻头的高效率、耐磨和减阻特点。试验结果表明,仿生钻头较普通钻头钻速提高44%、使用寿命增加74%。此外,仿生非光滑表面结构所具有的各种特性可用于改善钻井工程中相对运动的摩擦或滑动部件的使用寿命和工作环境,如可提高钻头、钻杆接头、泥浆泵活塞和缸套的耐磨性,解决钻头泥包问题,减少螺旋钻具和冲击挤密矛头阻力等,应用前景广阔。 展开更多
关键词 仿生学 非光滑理论 仿生金刚石钻头 应用前景
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