石油钻具螺纹应力分析与减摩涂料的开发

发布时间：2024-04-18 23:17

　　在油气钻探开发中,石油钻具是井下工具的总称,是钻采设备重要的部件,主要包括钻杆、钻铤、转换接头、钻头等。石油钻具间主要采用锥度为1:4或1:6的圆锥管螺纹串联连接。因此,石油钻具螺纹连接形式和螺纹的表面处理对钻具的寿命和可靠性有直接关系。当然,选用耐磨高强度的金属材料是提高钻具寿命的一大措施,但成本也相对较高,根据相关分析资料显示,石油钻具的大部分失效发生在接头连接处,而螺纹粘扣又是主要原因,目前国内外石油钻具连接螺纹表面普遍采用的镀铜会或磷化处理工艺来防止粘扣失效,虽然镀铜能表现出优良的抗粘扣性能,但镀铜会产生大量废液排放,对自然环境的破坏巨大,因此存在着经济成本高及严重的环保问题等缺陷。本研究开发出了一种既能够替代镀铜工艺且又具有优异抗粘扣性能的纳米铜无污染连接技术,研究一种纳米铜减摩涂料在石油钻具管螺纹上的减摩效果,并通过理论计算和软件分析石油钻具螺纹的力学性能,纳米铜无污染连接技术在石油钻具的应用有着显著作用。针对石油钻杆接头螺纹(NC38数字扣)建立数字模型和三维模型,并对单牙螺纹受力和变形同时采用理论计算及仿真分析,在上扣扭矩单独作用、轴向拉伸载荷单独作用以及二者的复合作用...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3钻铤产品生产工艺流程图

1绪论（1）普通钻铤：由石油专用合金钢管材生产，管体允许一定壁厚偏差，内壁光滑无台阶的圆孔；（2）螺旋钻铤：在圆柱式钻铤基础上其管体外表面制造有三面螺旋槽，为适应钻具快速起下钻，还可在内螺纹端增加卡瓦及吊卡槽；（3）无磁钻铤：用磁导率很低的不锈钢合金钢材料，原材料采用锻造或热轧....

图1.4钻具外螺纹的应力减轻槽Fig.1.4StressReliefGroovesforPinThreadofDrillingTool

图1.4钻具外螺纹的应力减轻槽Fig.1.4StressReliefGroovesforPinThreadofDrillingTool图1.5钻具内螺纹扩口结构Fig.1.5BorebackFeatureforBoxThreadofDrill....

图1.5钻具内螺纹扩口结构

图1.4钻具外螺纹的应力减轻槽Fig.1.4StressReliefGroovesforPinThreadofDrillingTool

图1.6钻具内螺纹应力减轻槽Fig.1.6StressReliefGroovesforBoxThreadofDrillingTool

图1.6钻具内螺纹应力减轻槽Fig.1.6StressReliefGroovesforBoxThreadofDrillingTool1.3.2钻具螺纹刺漏钻具螺纹刺漏主要出现在螺纹台肩面配合区域。在井下作业时，钻具螺纹的外径与井壁接触是很容易遭到磨损，使得内....

本文编号：3957877