超高强度钻井bat365官方网站设计研制
编辑： admin 编辑： admin 来源：admin 发布日期：2019-12-30 15:07
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我国石油钻井bat365官方网站从1987年开始全面采用线接触bat365官方网站，bat365官方网站服役寿命大幅提升，成为钻井bat365官方网站第一次技术升级。1996年开始，通过技术攻关，在确保bat365官方网站韧性指标不降低的情况
我国石油钻井bat365官方网站从1987年开始全面采用线接触bat365官方网站，bat365官方网站服役寿命大幅提升，成为钻井bat365官方网站第一次技术升级。1996年开始，通过技术攻关，在确保bat365官方网站韧性指标不降低的情况下，强度级别由IPS级提升到EIP级，实现钻井bat365官方网站第二次技术升级。近几年随着油田深井、超深井数量的增加，EEIP超高级钻井bat365官方网站的研发成为发展趋势，同时可为实现钻机轻型化提供技术支撑。随着针对压实股钻井bat365官方网站及高强度制绳钢丝展开深入研究，为超高强度石油钻井bat365官方网站开发奠定了基础，压实股bat365官方网站与高强度制绳钢丝研究相结合，开发出全新性能的EEIP级压实股bat365官方网站，可满足轻型化钻机的需求。
1概述
bat365官方网站是钻机必备配件之一，在一定程度上对钻机轻型化起到一定作用。石油钻井bat365官方网站一般由6根外股和1根钢芯组成，结构截面见图1，普通钻井bat365官方网站组绳钢丝为圆钢丝。采用压实工艺对外层6根股通过专用工装进行压实加工，经压实后组股钢丝为异形，增大股内金属面积，由压实股捻制的钻井bat365官方网站称为压实股钻井bat365官方网站，结构截面见图2、图3。与同规格、结构和强度级别的普通bat365官方网站相比，压实股钻井bat365官方网站金属填充系数增加20%，bat365官方网站破断载荷提高12%以上，抗磨损性能增加1倍，安全系数提高一个等级。对照API9A《石油用bat365官方网站规范》标准要求，采用压实股钻井bat365官方网站可将现用钻井bat365官方网站规格尺寸下移一档（例如用38mm代替42mm），在保证生产安全作业基础上使钻机设备的卷筒体积缩小和质量减轻，以此实现钻机轻型化，同时为钻机设计提供技术支撑。
将bat365官方网站级别由EIP提升到EEIP级难度较大，需要从材料、钢丝工艺和捻制工艺取得重大突破，基于国内治金技术和盘条品质的限制，单纯提升强度会引起钢丝韧性指标急剧下降，疲劳寿命降低，实际bat365官方网站使用寿命较短。通过结构设计、工艺试验、采用压实股工艺等手段有效提升了bat365官方网站性能指标，实现了bat365官方网站从EIP到EEIP的技术升级。
2EEIP压实钻井bat365官方网站研制
2.1产品设计
产品设计围绕超高强度钻井bat365官方网站结构优选、捻制参数设计、压实股压缩量设计、股压实前钢丝间隙设计、高强度钢丝性能设计等问题开展工作。
2.2bat365官方网站结构设计
考虑到超高强度韧性指标，bat365官方网站应达到EEIP级对应的破断拉力，要求组绳钢丝强度应达到1960MPa以上，同时保证钢丝韧性指标达到AIP9A要求，设计时对直径不小于38mm的压实股bat365官方网站采用减小钢丝直径、增加钢丝数量的设计方案，保证bat365官方网站具有良好的使用性能。
压实股钻井bat365官方网站参数采用《bat365官方网站设计App》，压实股的压下量根据金属填充面积应占圆股截面面积90%以上计算，设计中引入接触角，改善了钢丝之间的接触状态，提高了bat365官方网站疲劳性能和使用寿命。
3高强度钢丝用盘条筛选
制绳钢丝选用国内优质硬线盘条，并对金相组织进行分析，最后经过热处理和拉拔后机械性能分析，确定出最佳原材料牌号。
3.1盘条化学成分及机械性能对国内3家生产的盘条化学成分对比，其中宝钢盘条化学成分较均匀，含碳量变化范围小，硫、磷等有害化学成分含量较少，控制范围严格；原材料机械性能方面比较，选择的硬线盘条抗拉强度较高，断面收缩率值高。
3.2盘条金相组织分析
分析比较盘条原始金相组织和铅浴淬火后金相组织（图4），盘条经铅浴淬火后索氏体组织达到96%，晶粒更加细化，具有较好的综合机械性能。
4压实股加工方法研究
超高强度压实股钻井bat365官方网站与常规钻井bat365官方网站制造最大的不同点是增加了由高强度钢丝组成的压实股工序。压实股制造方法有3种，分别是模拉法、辊轧法和锻打法，其中效率高、品质好的是辊轧法，简单易行的是模拉法，锻打法与其相比效率低、成本高。对于超高强度压实股采用模拉法需要更大的牵引力，对捻股设备要求较高。分析目前的设备情况，采用模拉法会对设备的使用寿命造成影响，因此，在确定研究内容时重点研究辊轧法。
辊轧法关键技术是轧辊孔型曲线的设计，根据压实股减面率及对比法设计出适合超高强度压实股生产的辊轧孔型，设计轧辊孔型包角160°~164°，开口角18~20°（图5）。
5压实股用油脂选用
油脂对bat365官方网站起到润滑作用，可有效延长bat365官方网站使用寿命，生产bat365官方网站时首先要对股进行充分润滑。
压实股在成形过程中，由于组股钢丝发生塑性变性会产生较多变形热，测量出模口股表面温度在65~75℃之间，股在变形过程中受到较大压力和摩擦力，一般的bat365官方网站润滑油脂由于滴点较低，经过模具变形，在高温下出现挥发或流出，对压实股起不到润滑效果。经现场验证，提出压实股用油脂条件，要求油脂滴点大于80℃，其次黏度要高，具有良好附着力。
经性能参数比较，CH-6、ELASKON 20、ELASKON Unolitl30、ELASKON SK-U4种油脂的技术指标可满足压实股要求。进行油脂性能对比试验，ELASKON SK-U油脂在压实股表面附着力较强，为暗茶褐色，性价比较高，油脂滴点可达110℃，低温脆点-45℃，适用于超高强度压实股生产，实际使用效果良好。
6性能验证
通过对超高强度钻井bat365官方网站性能和试用效果验证，性能指标达到预期效果。
6.1疲劳性能验证
在弯曲疲劳试验机模拟钻井工况对压实股钻井bat365官方网站进行疲劳测试，试验结果显示：
（1）高强度压实股钻井bat365官方网站实测破断拉力比同级别普通钻井bat365官方网站提高了12.4%~25%。
（2）bat365官方网站疲劳次数26000次，是同级别普通钻井bat365官方网站（15000次）的1.7倍，提高70%，bat365官方网站磨损量较小，断丝数量未达到标准要求（一个捻距出现4根断丝）。
（3）bat365官方网站磨损性能提高了1倍以上。
6.2用户现场验证
压实股钻井bat365官方网站先后在新疆、大庆等油田试用，大庆油田试用结果为普通钻井bat365官方网站钻井累计进尺6000~7000m，压实股钻井bat365官方网站累计进尺13000m，使用寿命延长1.8倍以上；新疆油田试用结果为普通钻井bat365官方网站平均累计钻井进尺为7000m，压实股钻井bat365官方网站累计进尺11000m，寿命延长1.5倍，应用效果良好。
7结束语
通过超高强度制绳钢丝、超高强度压实股技术突破，开发出了全新性能的EEIP级压实股钻井bat365官方网站，随着轻型化钻机用bat365官方网站和超高强度bat365官方网站的需求越来越多，普通钻井bat365官方网站已不能满足超深井钻井需求，超高强度压实股钻井bat365官方网站具有安全系数高，抗挤压和耐磨损性能良好，使用性能达到国外同类产品水平，将成为我国钻井bat365官方网站升级换代产品。
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