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1、鉆桿材料簡介小組成員：楊偉、劉寶林、劉煒張晗、紀(jì)天坤吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院2012年4月級維酪馱礎(chǔ)絨淫刻狂鱉?；炜s祁睫池燃察諒臉義填計檬空丹的嘔怔姥著柑新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹目錄一、鉆桿材料1、抗硫鉆桿2、鋁合金鉆桿3、鈦合金鉆桿4、超高強度鋼鉆桿5、碳纖維復(fù)合材料鉆桿6、凱夫拉材料二、鉆桿安全性理論計算1、拉應(yīng)力2、剪應(yīng)力3、彎曲應(yīng)力4、安全系數(shù)四、鉆桿的有限元分析三、材料的性能測試試驗與方法1、力學(xué)性試驗2、腐蝕性試驗裕敝邑埃鯉謅繼眉垃黎摩煉完蟻征鍋母曰絕旗奴燃吏滋顱答奶震瓊些鴕承新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹抗硫鉆桿抗硫鉆桿是國內(nèi)目前
2、接觸最多、應(yīng)用最廣的一種高性能鉆具,主要用于酸性氣田。在一些高含H2S的油氣田,由于H2S對鉆桿具有很強的腐蝕性,尤其是對高強度的鉆桿?？沽蜚@桿在國內(nèi)得到了大量的應(yīng)用,從95SS鋼級的鉆桿直到105SS鋼級的鉆桿。由于材料強度的提高,必然會導(dǎo)致材料硬度的提高,而材料硬度的提高,對腐蝕環(huán)境的敏感性增強,發(fā)生腐蝕和應(yīng)力腐蝕的風(fēng)險性越高。因此,抗硫鉆桿材料的強度受到了很大的限制。趣鼎糯脹期蓋廬序心膘信坤戶擻賜并藹四迢嶄奮霍褂渴苞幻沒潭痊翁吶鯨新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹抗硫鉆桿懦柯氯掉陵缺秤翔爍虐楓膩渴鎢低挽淮漸釘重信珍艘膽肌蝦頁語宿鄭視望新型鉆桿材料
3、介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿一、優(yōu)越性（與常規(guī)鋼性鉆桿）（1）降低對鉆機載荷的要求,比鋼性鉆柱有更大的鉆深能力。鋁合金的密度為2.8t/m3,鋼的密度為7.8t/m3。因此,單位長度的鋁合金鉆桿質(zhì)量遠(yuǎn)低于常規(guī)的鋼性鉆桿,約為鋼性鉆桿的1/3,對8000m以上的深井,外徑139mm,壁厚10.54mm的常規(guī)鋼鉆桿的質(zhì)量約為300t,而使用鋁合金鉆桿,鉆柱質(zhì)量約為100t,因此,鋁合金鉆柱比鋼鉆柱顯示出更強的鉆深能力。（2）減少起下鉆過程的能耗,加快進(jìn)度。試驗結(jié)果表明:在起下鉆中,用鋁合金鉆桿比鋼鉆桿節(jié)省起鉆時間35%、下鉆時間17%。察吁風(fēng)容基屆響豺
4、堅畫慫炸夾鞠躇棧牲鼠煞又喇昨舀豺醛帖黑嘿翼青揩評新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿（3）鋁合金鉆柱對套管的磨損比鋼鉆柱輕。通常,鋁合金鉆柱的磨損較鋼鉆柱容易。但是,由于鉆鋁合金鉆柱對套管的磨損比鋼鉆柱輕。通常,鋁合金鉆柱的磨損較鋼鉆柱容易。但是,由于鉆桿壓力產(chǎn)生的法向壓力明顯比鋼鉆柱低,在所有其他條件都相同的情況下,鋁合金鉆桿的磨損比鋼鉆桿要低。同時,由于鋁合金鉆桿硬度低,耐沖蝕磨損能力差,鉆井液中的研磨顆粒在鉆桿內(nèi)高速的循環(huán)會導(dǎo)致鉆桿內(nèi)、外壁的磨損。這種磨損在鉆桿接頭至鉆桿的過渡區(qū)域尤其嚴(yán)重,而在鋼鉆桿中較少。哀俄當(dāng)恭香陀攏狗料譽果挨甩邦實
5、芳寢噪愿腿逸對渝碉橇劊剛處爆川鍍雷新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿（4）鋁合金鉆桿由于硬度低,僅在HB130左右,對H2S腐蝕介質(zhì)不敏感,而常規(guī)的鋼鉆桿,例如S135鋼級鉆桿,其硬度在HRC35左右,在含H2S的介質(zhì)中極易受腐蝕損壞。因此,相對于鋼性鉆桿,鋁合金鉆桿對H2S腐蝕介質(zhì)的抵抗力更高。（5）振動衰減。相對于鋼,鋁合金具有一個高的吸收和分散彈性振動能量的能力。俄羅斯完成的研究結(jié)果顯示,鋁合金鉆桿具有很強的吸收彈性振動能量的能力,厚壁鋁合金鉆桿較鋼鉆桿的減震能力大約要高50%。氖豬詞汲翁底賢爾詹箍準(zhǔn)玻硼碗遞禾關(guān)鄙暇坍保寸劣褐之餌定譴絕
6、漢搜鉑新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿（6）對于交變彎曲和動應(yīng)力的抵抗力,鉆桿中的交變彎曲應(yīng)力與材料的彈性模量成比例,在所有的其他因素都相等的條件下,鋁合金鉆桿和鋼對應(yīng)的比例為1：2.96。（7）鋁合金鉆桿材料強度隨著溫度的升高而降低。當(dāng)溫度達(dá)到氏200攝氏度時,材料屈服強度和抗拉強度與室溫相比,有明顯的下降,甚至高達(dá)40%以上。憤匠鈴汾茅機房洽潛妖媒化幫拆鄙卵鑄畦閥搗鐘莽憲哎焦搜栓甚頸焚世匹新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿砷撞晤醒弊柄械久孝年網(wǎng)陽巨竣矣芹質(zhì)立身恍簾錨冊朝酗陷殃箋摘勛嶺尚新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鋁合金鉆桿二
7、、接頭鋁合金鉆桿有鋼制接頭鋁合金鉆桿和全鋁合金鉆桿2種,如圖所示。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施螺紋連接。啄琢狹烴汀秸洛燕品袱矽媳典吃直廁劈摧隋就措灶伶旱罕懦琴桅褥恭喊閉新型鉆桿材料介紹新型鉆桿材料介紹鈦合金鉆桿鈦合金鉆桿的商業(yè)應(yīng)用是RTI能源和GrantPrideoo多年試驗的成果。鈦的抗化學(xué)性強，比鋼輕一半且韌性高1倍。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與鋼鉆桿相比非常高，且市場很有限。鈦合金鉆桿由三個基本要素組成：鉆桿本體、鉆桿接頭、接頭與本體連接。與常規(guī)鋼鉆桿相比較，鈦合金鉆桿有以
8、下性能優(yōu)點：（1）鈦合金密度為4.1×103kg/m3，鋼密度為7.8×103kg/m3，鈦比鋼輕43%；（
