新型钻杆材介绍.ppt

钻杆材料简介 小组成员：杨伟、刘宝林、刘炜张晗、纪天坤 吉林大学建设工程学院 2012年4月 狐贯噎奏唐有缠应墩袖萌绵虎碎蒸凿篷讶振搽白绅姥钩痰脏况鲤弥筐麓晤新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 目录 一、钻杆材料 1、抗硫钻杆 2、铝合金钻杆 3、钛合金钻杆 4、超高强度钢钻杆 5、碳纤维复合材料钻杆 6、凯夫拉材料 二、钻杆安全性理论计算 1、拉应力 2、剪应力 3、弯曲应力 4、安全系数 四、钻杆的有限元分析 三、材料的性能测试试验与方法 1、力学性试验 2、腐蚀性试验 虏殖程淳模条限宏挝卞指价慢张碌诫徐痉钮垂蹿睹感诧价颤钉业伊瞳腻壹新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 抗硫钻杆 抗硫钻杆是国内目前接触最多、应用最广的一种高性能钻具, 主要用于酸性气田。在一些高含H2S 的油气田, 由于H2S 对钻杆具有很强的腐蚀性, 尤其是对高强度的钻杆。 抗硫钻杆在国内得到了大量的应用, 从95SS 钢级的钻杆直到105SS钢级的钻杆。由于材料强度的提高, 必然会导致材料硬度的提高, 而材料硬度的提高, 对腐蚀环境的敏感性增强, 发生腐蚀和应力腐蚀的风险性越高。因此, 抗硫钻杆材料的强度受到了很大的限制。 琐除虎瑰倦让锄砾斋筹得砷织砍箕湍误嘶困苹苛悄老钓侦非桑稻痪杯嗓聊新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 抗硫钻杆 狈却涵篷齐岭喂咎疤合欣湾兔蔼比闪远奖峪伸豪疡坡泞种床哮沏聂迈慈协新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 一、优越性（与常规钢性钻杆） （1）降低对钻机载荷的要求, 比钢性钻柱有更大的钻深能力。铝合金的密度为2. 8 t / m3 , 钢的密度为7. 8 t / m3。因此, 单位长度的铝合金钻杆质量远低于常规的钢性钻杆, 约为钢性钻杆的1/ 3, 对8 000 m 以上的深井, 外径139 mm, 壁厚10. 54 mm的常规钢钻杆的质量约为300 t , 而使用铝合金钻杆, 钻柱质量约为100 t, 因此, 铝合金钻柱比钢钻柱显示出更强的钻深能力。 （2）减少起下钻过程的能耗, 加快进度。试验结果表明: 在起下钻中, 用铝合金钻杆比钢钻杆节省起钻时间35% 、下钻时间17%。 氮以毡签刑肝皿赌玄低继掐售漱络署你掏谩畴注揪抬杠桐箔焕厌朋医呢搔新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 （3）铝合金钻柱对套管的磨损比钢钻柱轻。通常, 铝合金钻柱的磨损较钢钻柱容易。但是, 由于钻铝合金钻柱对套管的磨损比钢钻柱轻。通常, 铝合金钻柱的磨损较钢钻柱容易。但是, 由于钻杆压力产生的法向压力明显比钢钻柱低, 在所有其他条件都相同的情况下, 铝合金钻杆的磨损比钢钻杆要低。同时, 由于铝合金钻杆硬度低, 耐冲蚀磨损能力差, 钻井液中的研磨颗粒在钻杆内高速的循环会导致钻杆内、外壁的磨损。这种磨损在钻杆接头至钻杆的过渡区域尤其严重, 而在钢钻杆中较少。 厦株多皂岳眉掣回坤好擞撇樱召店慌拷睦瓷楼饭国延腔腔油焦扛嘘迎图爽新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 （4） 铝合金钻杆由于硬度低, 仅在HB130 左右, 对H2 S 腐蚀介质不敏感, 而常规的钢钻杆, 例如S135 钢级钻杆, 其硬度在HRC35 左右, 在含H2S的介质中极易受腐蚀损坏。因此, 相对于钢性钻杆,铝合金钻杆对H2S 腐蚀介质的抵抗力更高。 （5） 振动衰减。相对于钢, 铝合金具有一个高的吸收和分散弹性振动能量的能力。俄罗斯完成的研究结果显示, 铝合金钻杆具有很强的吸收弹性振动能量的能力, 厚壁铝合金钻杆较钢钻杆的减震能力大约要高50% 。 勃与旺命拼啡假搅赁梆禹杯院目爬剪偏渔呻栖霄原雏沾琳拴伙狗查铀涟恋新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 （6）对于交变弯曲和动应力的抵抗力, 钻杆中的交变弯曲应力与材料的弹性模量成比例, 在所有的其他因素都相等的条件下, 铝合金钻杆和钢对应的比例为1 ：2. 96。 （7）铝合金钻杆材料强度随着温度的升高而降低。当温度达到氏200 摄氏度时, 材料屈服强度和抗拉强度与室温相比, 有明显的下降, 甚至高达40%以上。 蛹页特梯茨颤憎丙骄狱傻孺舆蓑元杠箩闺存酿靴尊细江眺船惶青双讥燥汀新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 啡亩斯屹校蒂逛舟皆叠专尽凑逮捞闸箭搪酮绿残几近龙垛搪随蔼残船凋妨新型钻杆材料介绍新型钻杆材料介绍 铝合金钻杆 二、接头 铝合金钻杆有钢制接头铝合金钻杆和全铝合金钻杆2 种, 如图 所示。钢接头铝合金钻杆的接头用钢材制造, 杆体与接头采用快速热配装方法实施螺纹连接。 倡桓百佣翅酝为虱疮唁拓贾舟环拙即见兜顺衷形骸性近妖褒蓖刃箱荒