大直径天井钻机钻杆螺纹失效分析及改进措施
超深井钻井钻具失效分析
整个失效分tfilfi 的几个 收集失效件的背景数据。
isafim 失效件的外规检查。
包牯： r~ 失效件的变形情况， 失效件外表的加工缺L ....... ... .............. 斷裂部位所在的位置，是否在扯上一斥一 规察外表有无氧化、瞬宦、撼咬、暦损、观察相曲件的情况。
__________ ________ 1) K 口分折：断口记录了Bi 裂林料壬裂酒卫卫泌JL_f4对斷口形靛的不仅可以 得到有关部件使用条件利失效特自的资料 斷裂澹、裂纹扩最方向和斷裂顺序，确定咼TTE$ 钻甘的服役条件及主要失效类塑---------- 1 2) 幷柱的工作狀査 _________ | 在fAWiif?中，估甘是在起下务和正常起下钻时，站甘处于受述状 态；aaiif?中，貝狀态比拟貝杂，处干 在转盘saw,钻柱好做一根细长的徒转 少撤拿褊I肘殳用史。
调查加丄和服役历史 嚮1现场调査及残骸分析 初步观察分析无损检测分析 i 材料Wttiffltt«,进而列明ET 预中撕裂的壬要原因。
宏观断口分析超深井钻井鈿具失效分析［«娶］超深井钻井在施工中经常发生was.卡站事故和井漏、井壁失梯、站貝偏曆等复杂帝况。
这些事故及复杂怖况严車地前约了钻井速度，冋时造戒了一定的经济损失。
通过对钻具失效怖 况进行分折，思结了经验教illl,对今后超深井钻井的能工有一定的借鉴和指导恿丈。
［关 SR ］超深井钻井；站具断裂；钻具失效；钻具损伤［容】1钻具失效分林站具失效形貳壬要有站具斷裂、鉛貝剌漏、殆貝螺奴按头SW.钻具螺纹接头开裂、钻貝悄磨 等等。
尤貝是在深井、趙深井以及术平井、夫位杨井等貝杂井的作业过程屮，站貝Di 裂的甩害 尤其严車，轻者增加站井本钱，址长钻井周期，車者导致填井傅钻甚至于整井报废。
在深井、 超深井等貝杂井的估探作业中，用双扭矩台肩的估貝可以有效的提高估具承我能力，ROffiR 的斷裂失效事故，提高站貝的平安可靠性。
螺杆钻具失效原因分析与技术对策探讨
- 57 -第11期螺杆钻具失效原因分析与技术对策探讨陈石（大庆钻探工程公司钻井一公司， 黑龙江 大庆 163411）[摘 要] 近年来螺杆钻具在定向井和水平井钻井施工中应用的数量逐渐增多，由于受到多种因素的影响，经常出现螺杆钻具失效的情况，严重影响了石油钻井的施工效率。
本文对近几年螺杆钻具的失效情况进行了统计，从中分析螺杆钻具失效的原因，并制定相应的技术对策，减少了螺杆钻具的失效频率，对提高石油钻井生产效率具有积极作用。
[关键词] 石油钻井；螺杆钻具；失效原因；技术对策作者简介：陈石（1983—），男，黑龙江双鸭山人，大学本科学历，工程师。
在大庆钻探工程公司钻井一公司从事钻井工作。
随着石油钻井中的定向井、水平井钻井技术的进步与发展，螺杆钻具的使用越来越广泛，已经不再局限于直井复合钻井提速，而在定向井、水平井的造斜段和稳斜段使用中均发挥着重要的作用。
但由于螺杆钻具发生失效致使部分定向井、水平井的施工效率低下，因此需要对定向井、水平井施工中螺杆钻具失效原因进行分析，并制定对策。
1 螺杆钻具失效调查分析螺杆钻具在定向井、水平井的使用中失效情况时有发生，笔者统计了某钻井公司2015年以来的所有螺杆钻具失效案例，并对这些螺杆钻具失效案例的失效原因进行分门别类的统计分析后发现，螺杆钻具在定向井、水平井钻井施工中失效形式主要分为以下几种：一是传动轴不能转动、卡死；二是马达定子发生脱胶；三是螺杆钻具最顶端的旁通阀刺漏；四是传动轴发生断裂；五是螺杆钻具本体发生倒扣。
这些不同种类的螺杆钻具失效案例的发生不仅影响了定向井、水平井的钻井施工效率，而且大大增加了钻井成本。
2 螺杆钻具使用中失效原因分析2.1 传动轴不能转动、卡死原因分析通过拆卸失效的螺杆钻具发现，传动轴不能正常转动，最终导致传动轴卡死的直接原因是在传动轴总成的最顶端部位堆积了大量的钻井时产生的岩屑，岩屑的由来一是使用的钻井液性能未能达到施工要求，含砂量高，在停泵接单根过程中由于钻井液的悬浮能力差，导致钻井液中大量的岩屑下沉到传动轴的顶部；另一原因是在下钻过程中片面追求下放速度，导致钻井液中的泥沙倒灌入螺杆钻具的马达中，开泵后大量泥沙集聚堆积到传动轴顶部致使传动轴卡死。
_127mmS135钻杆接头外螺纹断裂失效分析
失效钻杆接头 的冲击 功和硬度符合 SY /T S29 " 一
2010 年第 3 期
西部探矿工程 流预防钻具事故好的经验和做法 , 特别要做好钻具使用 中后期的腐蚀应力疲劳失效的预防工作 "
参考文献 :
+ 10 1. 11
+ 10 1. 85 + 10 2. 51
50 85
50 95
貌 " 在接头瞬断区可见明显 的剪切唇形貌 " 从宏观形 貌分析判断 , 裂纹起源于接头密封 台肩面根部外表 面 , 由外 向内扩展 , 最终导致接头发生断裂失效 "
2.2 微观 断 口分析
口井 , 在挂曰177.st m 尾管时发生一起必 127m m S135 n 斜台肩内涂层钻杆接头外螺纹断裂 "该井为一 口直井 , 发生事故是实钻井深 6262.o o m " 必 17 7 .sm m 尾管下 深 6259. 28m , 球 座 位 置 6202. 64m , 悬 挂 器 位 置
钻柱是快速优质钻井的重要工具和手段 , 是联通地
承受复杂的应力载荷 , 接头密封 台肩面根部是应力集中 部位 , 同时也是易产生加工缺陷的部位 , 是钻杆接头事 故的多发处 , 裂纹易在此处萌生 "
3 .2 此次 断裂 事故 的结论
面与井下的枢纽 " 在转盘钻井 时依靠 它来传递破碎岩 石所需的能量 , 给井底施加钻压 , 以及 向井 内输送钻井 液等 "在井下动力钻井时 , 井底动力机是用钻柱送到井 底 , 同时动力钻具所需 的液体能量也是通过钻柱输送到 井底的 "在钻井过程中 , 钻头的工作 , 井眼的状况 , 甚至 地层的各种变化 , 往往是通过钻柱及各种仪表才能反映 到地面上来 "合理的钻井参数和其他的技术措施 , 也只 能在正确使用钻柱的条件下才能实现 "
影响钻具螺纹维修质量的因素及对策
影响钻具螺纹维修质量的因素及对策[摘要] 针对在钻具螺纹车修过程中出现的影响螺纹车修质量的因素进行具体分析,分析了常见螺纹失效的形成原因和解决方案,从而对进一步提高钻具维修质量进行有益的探索。
[关键词] 钻具螺距紧密距锥度牙形角偏差量规钻具螺纹是连接钻柱的重要部分,钻柱在不同井段长时间承受拉伸、压缩、弯曲、内外压力等复合应力的作用,而螺纹连接部位是最薄弱的环节,据统计,失效事故80%以上发生在螺纹连接处,由此可见钻具螺纹质量对保证钻井作业顺利有着极其重要的意义。
下面将从影响螺纹车修质量因素出发,就如何提高钻具螺纹加工质量进行探讨。
1、影响因素的分析1.1 设备因素车床精度是影响加工质量的重要因素,车床锥度杠、丝杠精度较差、部分配件损坏或各轴间隙没调整好等设备因素都会使工件在加工过程中产生各种缺陷。
目前钻具维修采用的是沈阳生产的SI—245A,SI—245B,SI—262A专用管螺纹车床,这几种车床操作方便,设计精度能够满足钻具维修要求,床身上设计有锥度杠,对大锥度的钻具螺纹车修更加方便易行,但车床长时间运转,床身导轨、锥度杠、光杠等产生磨损导致螺纹锥度超差;主轴的轴向窜动,丝杠的磨损、中心架的高低调整不当都会导致螺距超差,当两个螺距不同、锥度超差的内外螺纹旋合时,并不能实现所有的齿面全面接触,只有部分螺纹承受应力,造成局部齿面应力过高,当螺纹所受应力超过屈服极限使这部分螺纹就会被破坏,导致螺纹过早失效。
1.2 刀具的因素目前管具公司在维修钻具螺纹推广使用的是一次成型刀具,这种刀具精度高,使用方便,但在使用过程中刀刃易磨损,崩刃。
在切削过程中应经常检查及时调整刀刃,并合理选择且削速度,避免由于刀刃磨损造成的齿高不足,牙型角超差,崩刃引起纹上纹。
另外在刀杆安装过程中要注意先把合适的伸出量,避免由于刀秆夹得过长引起颤动,这样既会加快刀具的磨损,进而影响到整个螺纹车修质量。
1.3 量规的因素量规是维修工人对钻具螺纹进行自检和抽检最常用的量具,量规的准确与否直接影响钻具螺纹的质量。
钻杆及其接头的早期失效分析与措施研究
钻杆及其接头的早期失效分析与措施研究[摘要]钻杆失效表现在三个方面：本体断裂、刺漏、钻杆螺纹处失效。
本文将分析并探讨钻杆及其接头的早期失效类型、失效形式、失效原因，并且根据分析原因去寻找应对的方法以及预防的办法。
通过设计优化的钻杆结构，提升钻杆质量，使钻杆失效事故发生的概率下降。
[关键词]分析原因钻杆失效优化设计预防措施钻具0前言失效分析是分析判断材料的失效模式、性质、原因、研究失效事故处理方法和预防再失效的技术活动与管理活动，是一种科学的分析方法。
本文将对钻杆失效进行分析。
钻杆很容易受到磨损以及腐蚀等问题的影响从而引发失效事故。
而仅仅是在我们国家的油田之中发生的钻杆失效事故就多达数百起，钻杆失效不仅会造成极大的经济财产的损失，并且常常影响到工程的进度，后果十分严重。
失败乃是成功之母，通过研究钻杆失效，推进提高钻杆质量以及加强研究钻杆的使用和管理，尽量避免失效事故。
1失效类型分析在钻进过程中的受力繁杂，不仅仅是拉力，还有各种应力，因此失效的种类十分复杂，环境也很苛刻，井下的介质之中还包含有一些具有腐蚀性质的液体，而钻具运转起来后会促使钻杆与井壁之间产生高频率的撞击以及摩擦。
钻杆失效的类型种类繁多，主要可以概括为三大类型：断裂失效或者是刺穿失效；表面受损以及过量变形。
断裂或者是刺穿失效在失效事故比较常见，疲劳以及腐蚀等因素是罪魁祸首。
而腐蚀也极易造成表面受损，机器磨损也是表面受损。
当所受到的应力超过钻杆能承受的极限的是，则会引起过量变形[1]。
1.1断裂失效①过载断裂：如“鳖钻时的钻柱体断裂”，“钻杆遇卡提升时焊缝热影响区的断裂”。
②氢脆断裂：金属中的氢含量过多时，材料在拉力和应力的作用下很容易产生氢脆。
很多人不知道，由硫化氢和盐酸引起的钻柱应力腐蚀断裂也是由于氢的作用造成的。
③应力腐蚀断裂：如“钻杆接触某些腐蚀介质时的应力腐蚀开裂”，“钻柱在含硫油气井中工作时的硫化物应力腐蚀断裂”。
④低应力脆断：此类失效在钻杆失效中占了很大的比例，是最危险的断裂方式之一。
钻井机械设备失效影响及对策分析
钻井机械设备失效影响及对策分析摘要：随着科学技术的快速发展，我国石油开采技术不断提高。
在这样的情况下，钻井设备的性能是影响钻井技术的主要因素。
在实际钻进的时候经常会出现机械性能失效现象。
针对此现象，要采取科学合理的措施才能解决钻井机械设备的失效问题。
基于此，本文分析了钻井机械设备失效影响因素，提出了钻井机械设备失效影响因素的解决对策，期望为未来有关研究提供相应的参考。
关键词：钻井机械设备；失效；影响因素；对策在现代社会当中，石油行业与我国国民经济发展与资源储备等情况紧密关联。
石油开采没有办法和钻井机械设备相分离。
然而，在这样的情况下，钻井机械设备经常出现失效现象，会影响正常生产，所以需要探寻该类设施设备出现失效的多种影响因素，运用科学合理的维修与管理策略，保障钻井机械设备实际运用的质量与成效，有效延长此类设备的实际寿命，保证石油开采质量与具体成果。
因此，加强钻井机械设备失效影响因素及对策研究具备现实意义。
1钻井机械设备失效影响因素分析1.1钻井机械设备零件的局部塑性变形在现阶段的石油钻井作业活动当中，会对钻井机械设备起到很大程度上的影响以及冲击。
再加之此类设备所承担的符合非常重，十分容易出现多种零部件的挤压，进而造成钻井机械设备出现变形现象，这样便会造成该类设备的失效。
将石油开采作业钻井泵上部位置的传动齿轮当做是案例，如若该齿轮并不坚固，导致其坚固程度没有办法和实际设计要求相满足，这样在长期负荷条件下会由于挤压而出现变形现象。
长此以往，非常容易造成齿轮出现失效情况。
1.2钻井机械设备疲劳失效对于当前的多种钻井机械设施设备而言，不管是实际作业环境，还是具体作业条件，都非常恶劣。
这样会对钻井机械设备的具体维修作业次数与实践起到很大的影响。
由于长期缺少科学合理的维修作业，非常容易造成钻井机械设备长时间处在疲劳状态当中，进而出现失效现象。
因为此方面的因素造成失效现象难以进行修复。
比如，发电机在钻井机械设施设备当中占据着十分重要的位置，由于其实际作业时间比较上，缺少科学合理的维修作业，非常容易造成设施设备出现断裂现象，最后造成失效。
丝扣连接类钻杆出现螺纹损坏的常见原因分析
丝扣连接类钻杆出现螺纹损坏的常见原因分析地震勘探钻探中，丝扣连接类钻杆是常见的设备组成之一。
钻杆通常由两节或多节互相螺纹连接组成，连接处多采用丝扣连接。
然而，丝扣连接类钻杆出现螺纹损坏也是一项常见问题。
探究造成此问题的主要原因，可以有效减少生产过程中的损失。
一、润滑问题丝扣连接类钻杆所使用的润滑油必须具备非常好的润滑效果，在钻探过程中防止锈蚀，避免螺纹摩擦。
如果使用润滑不当，会造成以下问题：1.1 润滑油不足如果润滑油不足，摩擦阻力将会增加，使螺纹之间的摩擦更加剧烈，从而造成螺纹损坏。
1.2 粗糙的润滑油如果润滑油的纯度不够或掺杂沙粒等硬颗粒物，将导致螺纹表面粗糙，增加螺纹的摩擦系数，也会加大螺纹的磨损程度。
二、装配方面装配方面因素也是导致螺纹损坏的原因之一。
钻杆在装配过程中，一定要做到下列几点：2.1 螺纹加工不合格如果螺纹加工不合格，会导致螺纹尺寸不合并造成螺纹结合紧密度不足，进而影响钻杆的整体质量和连续性。
2.2 螺纹连接错误如果装配员连接时没有按照正确的方法进行，也会增加螺纹损坏的机会。
过度卡紧手感可能会损坏螺纹。
2.3 丝扣分档错误丝扣分档在生产过程中经常用到，分档不精准会导致钻杆焊接位置偏差，从而影响钻探效果，使螺纹损坏率增大。
三、行车运输问题在钻杆运输时，采取适当的运输方式和对钻杆的保护措施，避免因运输磨损螺纹。
一定要防止以下行车运输问题：3.1 颠簸过度行车路面条件不好的情况下，颠簸过度会使钻杆受到振动力的作用，从而增加钻杆的磨损程度，伤害螺纹的结合紧密度。
3.2 摩擦因素长途运输时，钻杆在接触其他物体时勿使钻杆过度颠动或受到压力作用。
否则，会因摩擦磨损导致螺纹损坏。
通过以上三个方面的问题分析，可以清楚地看到丝扣连接类钻杆出现螺纹损坏的主要原因。
在生产与使用过程中，应重视相关环节，管理好润滑、装配和运输等方面的落实，提高钻井效率，降低维修费用。
螺杆钻失效的原因及预防
螺杆钻失效的原因及预防摘要：在油田修井作业中螺杆钻主要用来水泥塞、清理井筒的一种理想井下工具。
螺杆钻在使用中有它的优点，也有缺点，施工过程中稍微不注意，就会造成失效无进尺。
本文试对螺杆钻施工过程中常出现的问题进行简单的分析，并总结出一些操作方法及注意事项，以供施工人员参考。
关键词：井下作业螺杆钻失效螺杆钻具是在油田修井作业中主要用来水泥塞、清理井筒的一种理想井下工具。
以其使用方便、施工费用低，越来越多地在现场得到应用。
1结构特征及基本原理1.1结构特征螺杆钻具主要由上接头、旁通阀、马达（定子、转子）、联轴节、过水接头、轴承总成及下接头组成。
1.2 基本原理螺杆钻具通过转子和定子将高压液体的能量转变成机械能。
当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，旁通阀阀芯被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔。
液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动。
转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并有以偏心距e的定子中心线公转。
这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。
由于转子和定子都采用螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动去带动钻具旋转。
2螺杆钻现场使用中遇到的问题螺杆钻虽然具有很好的过载性能和硬机械特性，但是在现场应用中经常遇到问题，造成钻塞失败，轻则浪费人力、物力，造成成本的浪费，重则造成螺杆钻的报废或转大修，甚至落井的螺杆钻无法打捞而造成油井的报废。
现场应用螺杆钻主要遇到以下问题：①水泥车压力太高，出口不返液，造成蹩泵，甚至蹩坏油管；②钻压、出液正常，但钻塞无进尺；③壳体脱扣；④壳体折断；⑤传动轴折断；⑥钻塞过程中造成卡钻；⑦水泥车及油管等造成钻塞无进尺。
3钻塞失败的原因分析3.1井筒内液体太脏含有一些大颗粒的杂质，经旁通阀进入油管内的液体中的杂质就会沉淀，最终进入螺杆钻内，造成堵塞螺杆钻。
钻塞施工时，就会出现水泥车压力过高，且出口不返液。
特别是在井筒不清洁，不连续施工时会因为井内脏东西沉淀下来堵塞螺杆钻。
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纹 拉伤 、 粘扣 甚至 断裂等 严重 事故 。
２ ４ 钻 杆螺 纹表 面处理 和螺 纹脂 的选择 ．
我国合金钢系列与美 国合金结构钢系列差别很大 ， 在 Ｇ ３７ ８ Ｂ ０７— ２中虽然也 有 Ｃ —Ｍｏ钢 系列 ， ｒ 但含 碳
的发 生。
关键 词 ：天 井钻 机 ； 钻杆 ； 失效 分析 ；改进措 施
０ 引 言
天井 钻 机 经过 几 十年 的发 展 ， 目前 已经成 为一
以 当前 市场 占有 率较 高 的 国产 Ａ Ｔ系列 天 井钻 机为 例 ， 型 天 井 钻 机 所 用 螺 纹 为 标 准 Ａ ＩＮ ５ 此 Ｐ Ｃ ０ 系列石 油钻 杆标 准 螺纹 ， 在钻 杆 螺 纹 断裂 事 故 中主 要 为外 螺纹 断裂 ， 外螺 纹断 裂 位置 在 距 台阶 面 ２ ０～
１ 大直径天 井钻机钻杆 螺纹 失效情况综述
目前 生产 中经常 出现 的螺 纹损 伤现 象 主要表 现 为 螺纹 牙 面损伤 、 烧扣 、 扣 以及 由于螺 纹破 坏导致 粘 钻 杆头 断裂 等 ， 析其 原 因主要 包括 以下 几个 方 面 ： 分 （ ）螺 纹精 度 不 达标 ， 台 阶配 合 达 不 到 设计 １ 或 要求； （ ）钻 杆材 料不 达标 ； ２ （ ）天井钻 机所 选用 的螺 纹不 适 合天井 钻机 的 ３
７ ０
采
矿
枝
朱
的塑 韧性 。为 了达 到这 一 要 求 ， 国外 在 钻杆 选 材 及 热处 理方 面采取 了一 系列 措施 ， 钢 主要采 用 ４０ 用 １０
系列 （ ｒ Ｃ —Ｍｏ系 ） 主要 牌 号 有 ４ ３ Ｈ、 １０ 等 。 ， １７ ４ ４ Ｈ
差异 ， 导致 了在天井 钻 机 钻 杆上 采 用 标 准 Ａ Ｉ 纹 Ｐ螺
发 展 的 因素 ， 方 面是设 计水 平 和设 计 理念 的 因素 ， 一
另一方面就是国内天井钻机的可靠性需要进一步提 高 。本 文 仅针对 国产 天井 钻机 中较 常 见 的对 钻机 效 率影响较大的钻杆螺纹失效问题做简要分析 。
天井 钻 机 在施 工 过 程 中 ， 一旦 发 生 钻杆 接 头 螺 纹 损伤 ， 则导 致施 工终 止 ， 则 导 致 钻 杆 头 断裂 、 轻 重 刀 盘 坠落 。 因此 ， 天 井 钻 机 螺 纹失 效 原 因做 深 入 对
研究 ， 提高生产的安全性和可靠性 ， 其经济效益将是
显著 的 。
弯曲应力发生在内螺纹接头和外螺纹接头连接的最
后 １ 螺纹 附近 ， 裂从 外 螺 纹 接头 的最 后 １道 螺 道 断 纹根部发生 ， 位置恰为距外螺纹 台阶面 ２ 其 ０～３ ０ ｍｍ 的连 接螺 纹处 ， 纹 的载荷 分 布是 非 线性 的 ， 螺 在
旋合时其轴向应力的 ８％ 由距 台阶面 １ ３螺纹处 ０ ～ 来 承担 。实 际发 生 的外 螺纹 断裂 位 置也 在 此 处 ， 说
明 Ｎ ５ 型外 螺纹距 台 阶 ２ Ｃ０ ０～３ ｍ 处 是 危 险 ０ｍ
截面。
大扭矩高轴压工况 ；
（ ）螺纹 表 面处理 不理 想 ； ４ （ ）生产 中所 选用 的螺 纹脂 不合 理 。 ５
３ ｍ 处 ， ０ｍ 失效部 位 断 口截 面光滑 ， 具有 明显 的疲劳
种成熟 的设备 ， 可以在 多种复杂地质条件下一次成
型 的施 工各 类 天 、 井 。但 是 国 内天井 钻 机 的发 展 斜
一
直 落后 于 国外 同类 设备 。 目前 制约 国 内天 井钻 机
断裂特 征 。Ａ Ｔ 杆螺 纹 的主要 缺点 是 内外 螺 纹长 Ｐ钻
叶海舟
（ 陵有 色金 属集 团股 份有 限公 司安 庆铜 矿 ， 安徽 铜 陵市 铜
摘
２６３ ） ４ １１
要： 分析 大直径 天 井钻 机钻 杆螺 纹 失效 的原 因 ， 出 了选择 合 理 的螺 纹 形 式、 纹材 提 螺
料、 螺纹连接方式以及螺纹表面处理方式和螺纹脂等提高钻杆螺纹强度和可靠性的措施。 生产实践证明， 这些措施可以显著提 高天井钻机钻杆可靠性 ， 有效减少钻杆螺纹损伤情况
度不同， 螺纹连接后 ， 必将存在突然减小的截面 ， 台 阶面 附近 承担 了主要 的载荷 ， 形成 了应 力集 中 ， 因而 降低了螺纹的强度。根据钻杆受力情况建立钻杆头
受 力模 型 （ 图 １ ， 杆接 头 外 螺 纹 台 阶面 处几 乎 见 ）钻 支 撑着 所有 的弯 曲应 力 ， 螺 纹 第 １牙 的载 荷 高达 外 ４ ％左右 ， ２牙 ２ ％左 右 ， 次 递减 ， ７牙 以后 ０ 第 ５ 依 第 承 受载 荷很小 。因此 台 阶处 将产 生 应 力集 中 ， 大 最
图 １ 单根钻杆应力分布
２２ 钻杆 螺纹 材料分 析 ．
２ 钻杆 螺纹 失效原 因分析
２ １ 钻 杆螺 纹 受力分 析 ．
钻杆 的服役条件恶劣， 在使用过程 中要承受拉 伸、 扭转 、 弯曲、 振动 、 冲击等多种载荷的作用。根据 钻杆 的服役条件 ， 要求钻杆具有较 高的强度和良好
量 和 主要合金 元 素配 比与 ４０ １０系列相 差颇 大 。 以国 内生 产钻 杆 的 主要 钢 种 ３ ＣＭｏ为 例 ， 、 ５ｒ 碳 锰 含量 与 ４２ Ｈ、１０ １７ ４４ Ｈ相差较 大 ， 即使 采 用含 碳量 较 高 的 ４ ＣＭｏ ， ２ ｒ 钢 由于锰 含 量较 低 ， 透 性 也 达不 淬 到 ４４ Ｈ 的水平 。在热 处理 工艺 方 面 ， １０ 国外 钻 杆 生 产厂普 遍采 用可 控气 氛 炉 加 热 ， 钻杆 内外 表 面加 在 工完 后进行 光亮 淬火 。 国内钻杆 热处 理多 采用普 通
Ｉ Ｓ ６ １—２ ０ Ｓ Ｎ １７ ９ｏ ＣＮ — １ ４７ ４３ ３ ／ＴＤ
采矿技 术
第１ １卷
第６期
２１ 年 １ ０１ Biblioteka 月ＮＯ ． ２ Ｖ ０１１
Ｍ ｉ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｎｎｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｖｏ．１ Ｎｏ ６ １ １， ．
大 直 径 天 井 钻 机 钻 杆 螺 纹 失 效 分 析 及 改 进 措 施