新型钻杆材料介绍
两种钻杆涂层新材料
信息交流两种钻杆涂层新材料几十年来,钻井行业一直在寻求一种完善的管材涂层新材料,因为管内壁粗糙对钻井液泵送产生不利的摩擦影响,若钻杆经过涂层,钻井泵流量可增加15%,泵压还能得到控制。
据Drilling C ontractor报道,美国IC O公司研制成一种IPC100涂层粉末,这种材料能耐高温和酸性溶液,还可防止钢丝绳损坏和腐蚀。
钻杆内壁可涂上厚达20312～33012μm的IPC100涂层粉末,且绝无漏涂现象,工艺过程为,在399℃高温下对管子实施12h的热清洗,然后在管内涂底漆,再加热管子,喷涂该粉末,粉末融化后,管子通过传输炉加以硬化便成。
经过内涂层的钻杆能耐177℃～204℃的高温。
由于粉末材料摩擦系数低,钻井液流量更大,如果流量提高10%～15%,则可缩小钻井泵尺寸,减轻钻机质量。
钢丝绳腐蚀的湿擦硬度试验表明,IPC100涂层粉末的工作性能要比仅涂一层薄膜液好4倍以上。
此外,抗有机酸和无机酸试验表明,该粉末涂层比对比试验中用的普通涂层要耐用得多。
如在美国路州西北的高度腐蚀井下环境里,涂有IPC100粉末涂层的钻杆可持续使用一年,而经过普通涂层的钻杆仅下井5～6周便损坏。
美国Patters on公司研制成另一种涂层材料,商品名称是CeRamK ote54。
这种涂层材料内含90%(以质量计)的陶瓷,将其掺入环氧粘结剂树脂内,形成陶瓷-环氧综合剂,涂在钻杆上初呈液态,经过硬化和化学交联处理,使钻杆内壁表面坚硬,能经受冲击和磨蚀,其机械韧性可使钻杆使用寿命延长一倍左右。
这种涂层材料除用于G级 8819m m和 10116m m 钻杆外,还可用于长达27m的隔水导管。
(胡辛禾)挪威MH公司顶驱研制新动态挪威MH(Maritime Hydraulics)公司近年来生产PT D系列轻便顶驱和DDM系列重型顶驱。
在PT D系列顶驱中,取消了原来的PT DHY—12×355型和PT DE L2PA44—5W型顶驱,开发了PT D—S350型顶驱,形成了PT D—S350型、PT D—410型和PT D—500型等3种规格PT D新系列顶驱,提升载荷3500～5000kN,连续扭矩46～54kN・m,最高转速200～235r/min,输入功率580～1178kW。
Φ76潜孔钻杆
临清市瑞龙钻具-官方网站： 一、Φ76潜孔钻杆图片：
二、Φ76潜孔钻杆介绍：
Φ76潜孔钻杆由杆筒、公接头和母接头组成，杆筒、公接头和母接头开有轴向孔，公接头后端和母接头前端以过盈配合方式由杆筒两端嵌入到杆筒的轴向孔内；潜孔钻杆公接头和母接头上设有轴肩，杆筒端面与公接头、母接头的轴肩端面以焊接连接。
三、Φ76潜孔钻杆特点：
Φ76潜孔钻杆经过等强度和应力分散等优化设计，能充分发挥
临清市瑞龙钻具-官方网站： 钻杆材料的潜能；双顶结构公母接头拧紧时内外台肩同时顶紧，使钻杆能承载更大的扭矩和弯力；氮化处理:接头丝扣部位经氮化处理，提高其表面搞磨性，且防止粘扣；镦粗加厚管体端部经镦粗加厚，确保了摩擦焊缝处不会断裂。
四、Φ76潜孔钻杆应用领域：
潜孔钻杆主要应用于矿山、采石场、高速公路等工程钻凿爆破孔、护拦孔、山体加固，锚固等工程孔，地热空调孔、水井孔等领域。
五、Φ76潜孔钻杆规格介绍：。
37CrMnMo钻杆接头生产工艺
37CrMnMo钻杆接头生产工艺第一篇：37CrMnMo钻杆接头生产工艺产品名称：石油钻杆接头材料名称：37CrMnMo1、下料：锯床，直径Φ170，L＝290，确保端面平齐；2、中频炉透烧：要求出炉温度1150℃～1200℃，芯表、头尾温差小于30℃；3、1250T压机墩粗脱氧化皮；4、1250T压机精密挤压成型；5、500T压机收口；6、500T压机冲连皮；7、锻件检验：按锻件图纸要求检验，外形尺寸，同轴度，垂直度，公差等；8、正火炉预冷处理；9、零件锻后正火处理：待上道工序后温度小于600℃时均匀加热至800℃-840℃，保温45min；10、超声波探伤工序：逐件进行超声波探伤；11、调质处理：将淬火炉升温至850℃～900℃，接头装炉，加热，保温45～50分钟，油淬至500℃～550℃，风冷；回火：将回火炉升温至560℃～670℃，接头装炉，启动风机，加热，保温120～180分钟；出炉，冷却至常温；12、硬度检验：按图纸要求测试硬度，HB＜285；13、精车：按图纸要求精车至尺寸；14、成品检验：按图纸要求检验各部尺寸；15、成品入库。
钻杆接头产品质量检验1、原材料：原材料进厂后，凭钢厂的材质化验单复验化学成分，合格后应逐件进行磁粉探伤；2、下料后对下料件逐件检验，严格控制重量；3、锻件挤压成型后，不应有锻造缺陷，裂纹等；4、第二篇：钻杆输送一种水平定向钻机的钻杆输送夹持装置包括挂钩（１）、一端与挂钩（１）相连的弹簧（４）、梭臂（８），所述的挂钩（１）可绕固定在梭臂（８）上的销轴（３）转动，其特征在于：该装置还包括由油缸（７）、推杆（６）、导向块（５）构成的钻杆夹持装置，油缸（７）缸体末端固定在钻机梭臂（８）后部、导向块（５）固定在钻机梭臂中部，推杆（６）穿过导向块（５）并能沿导向块（５）内的滑槽作纵向移动，其一端与油缸活塞杆通过转轴活动连接，另一端在推杆（６）伸出时直达挂钩（１）上部、限制挂钩（１）的转动，所述与挂钩（１）相连的弹簧（４）之另一端与固定在导向块（５）底部的弯钩相连。
碳纤维材料在石油行业中的应用
碳纤维材料在石油行业中的应用引言：碳纤维材料是一种具有优异性能的高强度纤维材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
在石油行业中，碳纤维材料也发挥着重要的作用。
本文将从油井钻杆、油井管柱、油井固井和油井完井等方面，详细介绍碳纤维材料在石油行业中的应用。
一、碳纤维材料在油井钻杆中的应用油井钻杆是油井钻探中重要的工具之一，传统的钻杆多采用钢材制造，但钢材存在重量大、易腐蚀等问题。
而碳纤维材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此被广泛应用于油井钻杆的制造。
碳纤维钻杆不仅可以减轻钻杆的重量，提高钻井效率，还可以减少腐蚀问题，延长钻杆的使用寿命。
二、碳纤维材料在油井管柱中的应用油井管柱是油井中将石油从井底输送到地面的管道系统，传统的油井管柱多采用钢管，但钢管存在重量大、易腐蚀等问题。
碳纤维材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，因此在油井管柱中也有广泛应用。
使用碳纤维管柱可以减轻管柱的重量，提高石油输送效率，并且具有良好的耐腐蚀性能，延长管柱的使用寿命。
三、碳纤维材料在油井固井中的应用油井固井是为了保持油井稳定和防止井下流体渗漏而进行的一项关键工艺。
传统的固井材料多采用水泥，但水泥存在重量大、易龟裂等问题。
碳纤维材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，因此在油井固井中也有广泛应用。
使用碳纤维材料作为固井材料可以减轻固井材料的重量，提高固井效果，并且具有较好的耐腐蚀性能，增加固井的可靠性。
四、碳纤维材料在油井完井中的应用油井完井是指油井钻探工作结束后进行的一系列工作，包括安装油管、封堵井眼等。
传统的完井材料多采用钢材，但钢材存在重量大、易腐蚀等问题。
碳纤维材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，因此在油井完井中也有广泛应用。
使用碳纤维材料作为完井材料可以减轻材料的重量，提高完井效率，并且具有良好的耐腐蚀性能，延长完井材料的使用寿命。
结论：碳纤维材料在石油行业中的应用，不仅可以减轻材料的重量，提高工作效率，还可以降低腐蚀问题，延长材料的使用寿命。
新型钻杆材料介绍
超高强度钢钻杆
• 三、接头 超高强度钢钻杆的接头设计原则是具有最小的外径和最大的
内径, 以减轻质量、增强水力学性能, 同时传递大的扭矩为此, 专 门设计了高强度双台肩钻杆接头。这种新型接头具有以下特点: （1）首创双头螺纹设计, 缩短上、卸扣时间达50%, 提高起下钻 效率; （2）采用双半径螺纹形式, 减小连接峰值应力, 延长疲劳寿命; （3）优化锥度, 满足钻杆连接速度和扭矩传递的需要; （4） 材料强度, 新接头采用标称最小屈服强度达896MPa材料 制造, 远大于API的827MPa要求, 有利于增加抗扭强度, 同时改 进的尺寸设计有利于提高水力效率。
( 3) 抗腐蚀性强。复合材料钻杆具有很大的灵活性, 可以根据现场要求调节 材料性能, 因此具有优越的抗腐蚀性能。
( 4) 疲劳强度高。研究表明 , 钻柱失效原因的95%可归结为疲劳失效。而复 合材料钻杆缠绕纤维结构后具有更高的疲劳强度。
( 5) 钻杆无磁性, 方便井下测量; 钻杆壁内可方便置入光缆或电线, 具有井 底2地面数据/信号的高速双向通信功能。
超高强度钢钻杆
• 一、概况：
• 轻质、薄壁的超高强度钢钻杆可用于解决大位移井、 超深井和深水钻井的钻井难题。但由于高强度钢在低 温下具有脆性且很难在抗冲击韧性和抗拉强度间达到 平衡,但近期, GrantPrideco开发出了UD- 165超高 强度钢钻杆(VM- 165级超高强度钢), 其独特的热处理 工艺使得钻杆既满足屈服强度的要求又满足韧性要求。
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。
潜孔钻杆知识点总结
潜孔钻杆知识点总结一、潜孔钻杆的结构1. 钻杆头部：潜孔钻杆的头部通常采用合金钢材质制成，其主要作用是承受旋振钻机的扭矩，传递旋振力和作为导向装置。
2. 钻杆管体：潜孔钻杆的管体为成型钢管材质，通过精确的制造工艺来保证其稳定的质量。
管体是潜孔钻杆的主要承载结构，其的质量会直接影响到整个潜孔钻杆的使用寿命和工作效率。
3. 连接部件：潜孔钻杆的连接部件包括绞接和螺纹连接，绞接连接是指将两根钻杆通过螺旋绞接方式连接在一起，该连接方式适用于直接下钻及一般的扩孔作业，而螺纹连接则采用螺纹接头将两根钻杆连接在一起，适用于深孔扩孔及高压工作环境。
4. 钻杆尾部：潜孔钻杆的尾部为扩孔器，其主要作用是承受浆液的调压作用，并通过旋振力传递到岩土层中，完成扩孔作业。
二、潜孔钻杆的分类根据潜孔钻杆的结构和用途的不同，可分为多种类型，常见的潜孔钻杆类型包括：1. 普通潜孔钻杆：普通潜孔钻杆主要用于软土地层和岩石层的扩孔作业，其受力性能稳定，适用范围广泛。
2. 钢制潜孔钻杆：钢制潜孔钻杆采用高强度合金钢材质制成，其受力性能和耐磨性能更优异，适用于岩石地层和苛刻的施工环境。
3. 复合潜孔钻杆：复合潜孔钻杆是由金属材料和非金属材料复合而成，其具有优良的耐磨性和抗腐蚀性能，适用于特殊地质环境的施工。
4. 钢管潜孔钻杆：钢管潜孔钻杆主要用于软土地层的扩孔作业，其具有承载能力大，耐腐蚀性能好等特点。
三、潜孔钻杆的选用原则1. 根据地层情况选择合适的潜孔钻杆类型，对于不同的地层情况，应选用适合的潜孔钻杆类型，以提高施工效率和质量。
2. 根据施工环境选择合适的潜孔钻杆规格，对于不同的施工环境，应选用合适的潜孔钻杆规格，以确保施工安全和效率。
3. 注意潜孔钻杆的质量和制造工艺，选择具有稳定质量和可靠性的潜孔钻杆。
4. 注意潜孔钻杆的连接方式，保证连接部件的耐磨性和可靠性。
5. 注意潜孔钻杆的价格和服务，考虑潜孔钻杆的价格和售后服务，选择合适的供应商。
几类常用的钻杆
几类常用钻杆：
地质钻杆
我公司生产的地质钻杆，钻杆杆体选用优质地质专用合金钢管，钻杆接头选用优质合金结构钢，经真空调质处理，大大提高了抗疲劳强度和抗剪切强度。
采用先进的摩擦焊焊接工艺生产加工，钻杆具有抗弯强度高，焊接牢固等特点。
生产设备完全采用先进的数控加工设备，具有生产生产效率高质量稳定的特点。
能够保证深孔钻进时对直线度的要求，该产品具有较
地质螺旋钻杆
地质螺旋钻杆是我公司在地质钻杆个高扭矩性能的基础上，才用单螺旋叶片或双螺旋叶片，经预应力缠绕工艺加工焊接而成。
钻杆杆体选用优质地质专用合金钢管，钻杆接头选用优质合金结构钢，经真空调质处理，大大提高了抗疲劳强度和抗剪切强度。
采用先进的摩擦焊焊
高效螺旋钻杆
本系列产品在吸收德国先进生产工艺的基础上，融合我公司的最新研究成果研制而成。
钻杆杆体采用高压无风合金钢管，螺旋叶片选用高耐磨T型钢带，经预应力缠绕焊接而成。
钻杆接头选用优质中碳合金钢经调质处理，高压成型。
三棱圆弧异型钻杆。
新材料钻杆和智能钻杆
4、目的：主要目的是在典型的钻井条件下测试通信系统。
第一阶段:集中在套管井中(931 m)沿钻杆全部长 度的通信系统。电信号沿钻杆向下传输, 通过放 置在钻杆上的转播器返回。根据 该系统的微调, 可以优化转播器的位置。 第二阶段:在该井裸眼部分下水泥塞, 然后在典型 的钻井条件下钻穿。
根据建立的测试标准操作通讯系统, 同时该系统安装 不需要特殊的处理或组装程序。
缺点：成本要比普通钻杆高得多；不能通过这种软连接电缆为井下供电等。
7、智能钻杆发展
经过多年的研究与试验，智能钻杆传输技术已于 2007 年正式投入商业应用，但仍在改进和完善之 中，今后的主要发展方向： 一、进一步提高数据传输速率； 二、提高耐温能力； 三、开发一种无缆的顶驱转环短节。
智能钻杆传输技术具有数据传输速度高、容量大、实时、双向等优点，适用 于常规钻井、欠平衡钻井和气体钻井，是钻井井下信号传输技术的一个重大 突破。目前，该技术已获得了哈里伯顿、贝克休斯、斯仑贝谢和威德福等国 际一流的油田技术服务公司的认可，应用前景乐观。国内在这一领域尚属空 白，具有很大的发展空间。
2、铝合金钻杆
（一）、优越性（与常规钢性钻杆）
（1）铝合金的密度比常规钢钻杆密度小，降低对钻机载荷的 要求, 比钢性钻柱有更大的钻深能力。 （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%。 （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。而且 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。
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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H 2S 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% 。
• 从表中可以看出, UD- 165钢钻杆的强度重力比较S- 135 级提高 了22% , 仅次于钛合金钻杆; UD- 165钢钻杆的强度重力比优于 铝合金钻杆; 由于采用薄壁结构使得水力性能要优于铝合金及钛 合金钻杆, 这对于大位移井和深井尤为重要
超高强度钢钻杆
• 三、接头 超高强度钢钻杆的接头设计原则是具有最小的外径和最大的 内径, 以减轻质量、增强水力学性能, 同时传递大的扭矩为此, 专 门设计了高强度双台肩钻杆接头。这种新型接头具有以下特点: （1）首创双头螺纹设计, 缩短上、卸扣时间达50%, 提高起下钻 效率; （2）采用双半径螺纹形式, 减小连接峰值应力, 延长疲劳寿命; （3）优化锥度, 满足钻杆连接速度和扭矩传递的需要; （4） 材料强度, 新接头采用标称最小屈服强度达896MPa材料 制造, 远大于API的827MPa要求, 有利于增加抗扭强度, 同时改 进的尺寸设计有利于提高水力效率。
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。
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
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
抗硫钻杆Biblioteka 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%。
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。
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。
超高强度钢钻杆
• 一、概况： • 轻质、薄壁的超高强度钢钻杆可用于解决大位移井、 超深井和深水钻井的钻井难题。但由于高强度钢在低 温下具有脆性且很难在抗冲击韧性和抗拉强度间达到 平衡,但近期, GrantPrideco开发出了UD- 165超高 强度钢钻杆(VM- 165级超高强度钢), 其独特的热处理 工艺使得钻杆既满足屈服强度的要求又满足韧性要求。 • 二、超高强度钢钻杆特点 • 为说明超高强度钢钻杆UD- 165的性能优势,将高 性能钻杆的相关参数进行了对比, 见表3。
铝合金钻杆
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。
钛合金钻杆
• 钛合金钻杆的商业应用是RTI 能源和GrantPrideoo 多 年试验的成果。钛的抗化学性强，比钢轻一半且韧性高1倍。 钛的这些性能特别适用于高温、腐蚀环境中，但是钛合金 钻杆制造费与钢钻杆相比非常高，且市场很有限。 • 钛合金钻杆由三个基本要素组成：钻杆本体、钻杆接头、 接头与本体连接。与常规钢钻杆相比较，钛合金钻杆有以 下性能优点：（1） 钛合金密度为4.1×103kg/m3，钢密 度为7.8×103kg/m3，钛比钢轻43%；（2）钛合金弹性 模量为119 GPa， 钢弹性模量为210GPa，钛合金是钢的 57%；（3）钛合金具有更好的耐腐蚀及抗侵蚀的能力； （4）钛合金具有高抗疲劳特性， 在空气和钻井液环境中 其疲劳性能几乎相同；（5）钛合金钻杆屈服强度为840M Pa，约等于S- 135钢钻杆强度重量比值的1.54 倍。