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高爐鉆桿的分類與結(jié)構(gòu)

   高爐鉆桿的分類：鉆桿分為方鉆桿、鉆桿和加重鉆桿三類。連接次序?yàn)榉姐@桿（1根)鉆桿(n根，由井深決定）加重鉆桿（n根，由鉆具組合設(shè)計決定）。 ①鉆進(jìn)時，方鉆桿與補(bǔ)心、轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心配合，將地面旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)； ②承受鉆柱的全部重量； ③鉆井液循環(huán)的通道。

   高爐鉆桿結(jié)構(gòu)：方鉆桿由上下接頭和管體部分組成。管體部分為四方或六方兩種結(jié)構(gòu)（石油鉆井大多為四方結(jié)構(gòu)）；上接頭為上接頭為左旋母螺紋（反扣），與水龍頭連接，在旋轉(zhuǎn)過程中左旋母螺紋防止倒扣；下接頭為右旋公螺紋，與鉆桿連接。工作時，方鉆桿上端始終處于轉(zhuǎn)盤面以上，下部則處于轉(zhuǎn)盤面以下。

   高爐鉆桿工步驟后被制成鉆桿。通過鋼管加厚工序的處理， 光管外表面向內(nèi)彎，鋼管管壁加厚。下一步，進(jìn)行螺紋加工并鍍上能夠增加強(qiáng)度的銅。然后進(jìn)行非破壞性質(zhì)量控制檢驗(yàn)，隨后進(jìn)行鋼管管體接頭的焊接。而后，管體會經(jīng)歷焊接熱處理和焊接終處理，以消除焊接殘余應(yīng)力。在對成品鉆桿進(jìn)行渡漆和包裝前要對鋼管成品進(jìn)行其他的一些檢測，包括硬度測試，壓力測試和非破壞性測試。

 

  1、鉆桿管體經(jīng)過冷拔加工，保證了桿體的壁厚為正差及壁厚的均勻度±0.15mm,接頭為42CrMoA材料，接頭精加工后采用真空氣體氮化處理，增強(qiáng)了鉆桿接頭的硬度和耐磨度。

  2、螺紋加工為了保證鉆桿的連接互換精度，接頭螺紋皆采用高精度數(shù)控車床加工，進(jìn)口成型夾刀加工。

  3、摩擦焊口采用超聲探傷，二次調(diào)質(zhì)處理，消除一次摩擦加熱產(chǎn)生的應(yīng)力集中，使焊口的各項(xiàng)機(jī)械性能強(qiáng)于母材的性能，桿體訂購皆采用正差，保證管體的規(guī)格尺寸及壁厚均勻。保證整根鉆桿的額定扭矩，頂推力和沖擊韌性及鉆桿的同心性。

摩擦焊鉆桿的適用范圍：主要適應(yīng)潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)（含液、氣）鉆進(jìn)需要，具有剛性大、密封好、外平的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)時扭矩低、阻力小的優(yōu)勢。

鉆桿失效形式及原因分析

鉆桿的主要失效形式有斷裂、塑性變形(如彎曲)、絲扣嚴(yán)重磨損等。其中以斷裂這種失效形式較為嚴(yán)重。這種失效形式表現(xiàn)為當(dāng)鉆桿頭部的軸肩處承受較大的扭轉(zhuǎn)作用及沖擊力作用時，鉆桿便會在此處發(fā)生斷裂。斷裂發(fā)生后，三牙鉆頭由于和外界失去了連接，只能留在地層而無法取出，而三牙鉆頭的造價，這樣就會給客戶帶來相當(dāng)大的損失。

鉆具組合及鉆井工藝 鉆桿作為一個旋轉(zhuǎn)的細(xì)長彈性桿件，有其固有振動頻率，鉆具的組合決定了此固有頻率。鉆桿旋轉(zhuǎn)時還會產(chǎn)生縱向、橫向和扭轉(zhuǎn)3種形式的振動，當(dāng)它們的頻率與固有頻率相吻合時則產(chǎn)生共振。共振的結(jié)果會在原來鉆桿疲勞應(yīng)力的基礎(chǔ)上附加一個額外的疲勞應(yīng)力，加速鉆桿的失效。采用螺桿鉆桿替代轉(zhuǎn)盤鉆定向井、水平井的鉆井工藝可以減少鉆桿的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞程度。

地址鉆桿失效原因我們可從兩方面來分析，人為因素和鉆桿本身存在的缺陷，鉆桿本身的缺陷又分設(shè)計缺陷和材料本身存在的缺陷。