地质钻杆工作环境恶劣,工作环境差易磨损、易腐蚀、易疲劳综合力学要求高。
钻杆失效形式主要是钻杆的断裂。钻杆在导向、定向钻进过程中一但断裂,捋会对工程造成严重影响,不仅是经济上的巨大损失,而且影响工期,失去信誉,后果不堪设想。因此,作为施工个人或企业,一定要学会如何正确地选择和使用钻杆;
而作为钻杆生产厂家,要知道各种开挖或井开挖工程对钻杆的特殊要求,生产出高强度、高韧性和高可靠性的钻杆。
地址钻杆失效原因我们可从两方面来分析,人为因素和钻杆本身存在的缺陷,钻杆本身的缺陷又分设计缺陷和材料本身存在的缺陷。
钻杆在导向、定向钻进时往往在受到较大拉力和扭力作用的同时,还受到弯曲力的作用。钻杆通过曲线段时,钻杆被迫弯曲,弧线内侧受压应力作用,弧线外侧受拉应力作用。当钻杆在曲线段旋转时,杆体就受到拉压交变应力的作力,而钻孔曲率牛径越小交变应力就越大。研究表明这个交变应力达到一定值后,就极容易使钻杆产生疲劳裂纹。钻杆刚开始产生的疲劳裂纹疲劳裂纹非常微小,肉眼很难发现,但疲劳裂纹发展速度极快,最后表现为突然的脆性断裂。试验证明,钻杆受交变应力作用而疲劳断裂是钻杆断裂失效的主要原因。
施工队伍有很多是经验丰富素质高的专业公司,也有临时拼凑起来的没有任何施工经验和技术的队伍,他们往往连钻杆(或钻孔)的曲率牛径都没听说过,不太了解地址钻杆的特性是造成钻杆断裂的人为方面的主要原因。这要通过学习和培训加规范施工来解决。下表中列出来地质钻杆失效的部位和表现形式及原因。
表一
失效名称 | 表现形式 | 失效原因 | |
操作原因 | 钻杆自身原因 | ||
公扣根部断裂 | 断口较平整,无塑性变形 | 1.曲率尘径过小 2.扩孔钻头与正常钻杆间未连接过度杆 | 1.氮化层太厚裂 2.无应力减轻槽 3.调质处理硬度太高 |
断口呈螺旋状,有局部塑性变形 | 施加的扭矩过天 | 1.接买材料强度低 2.调质处理硬度太低 | |
断口处有缩径 | 施加的拉力过大 | ||
杆体断裂 | 断口较为平整无塑性变形 | 1.半径过小 2.扩孔钻头与正常钻杆间未连接过度杆 | 杆体材料韧性差杆体有严重划痕 |
断口呈螺旋状,有局部塑性变形 | 施加的扭矩过大 | 1.接头材料强度低 2.调质处理硬度太低 | |
杆体至接头过渡段断裂 | 摩擦焊口处断 | 1.摩擦焊接工艺不对 2.接头或杆体材质太差 | |
杆体弯曲变形 | 有不可恢复的弯曲变形 | 1.施工导向孔时钻杆处于自由状态的长度过长 2.孔内遇较大障碍物 | 杆体材料刚性差 |
丝扣严重变形 | 丝扣齿形变形严重,公母扣旋合变松,甚至脱扣 | 所受负荷过大 | 丝扣部分调质硬度过低,未做硬化处理 |
粘扣 | 上扣时有冒烟现象,卸扣扭矩大,扣面有削落现象 | 丝扣硬化处理不合格扣面光洁度低 | |
母扣涨大 | 母扣呈喇叭口状扩大 | 母接头磨损过度受扭矩过大 | 非"双顶"结勾 |
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