淺議鋁合金鉆桿在地探深孔中的應用

1、淺議鋁合金鉆桿在地探深孔中的應用淺議鋁合金鉆桿在地探深孔中的應用(1)與傳統(tǒng)鉆桿材料鋼相比鋁合金具有寶貴的物理力學性能。鋁合金的密度和彈性模量幾乎是鋼的13而比強度(斷裂強度極限與密度之比)卻是鋼的1.5～2倍。(2)鋁合金鉆桿質(zhì)量輕在鉆機能力一定的條件下用鋁鉆桿能鉆達鋼鉆桿無法達到的深度。俄羅斯曾用400t能力的鉆機鉆成世界最深的СГ3井（12262m)用300t鉆機鉆成7000m深井。(3)鋁合金在腐蝕環(huán)境中的穩(wěn)定性非常好。它表面覆

2、蓋一層穩(wěn)定的氧化膜阻止與環(huán)境的進一步反應可用于任何濃度的硫化氫和二氧化碳環(huán)境而且其抗腐蝕能力與溫度無關(guān)。(4)鋁合金鉆桿與井壁的磨阻小可減輕起下鉆的阻卡。鋁鉆桿的浮力系數(shù)比鋼小得多可節(jié)省20%～25%的起下鉆時間并節(jié)省燃料。所以鋁合金鉆桿用于3000m以深的鉆井最有效。(5)在相同井眼曲率下鋁合金鉆桿的彎曲應力遠小于鋼鉆桿從而適用于鉆斜井、曲率半徑小的定向井和水平段長的水平井。(6)鋁合金鉆桿具有和鎳鈷合金相似的無磁特性方便隨鉆測量儀器

3、的使用。(7)鋁合金鉆柱對裸眼和套管的作用力減小能有效地保護套管適應裸眼段更長的井。鋁合金鉆桿內(nèi)泥漿的流動阻力小可提高鉆頭的水功率。論文參考。(8)鋁合金鉆桿的鋼接頭可按API標準加工絲扣正常條件下一般不會因絲扣磨損而更換鉆桿。論文參考。題。俄羅斯傳統(tǒng)鋁鉆桿采用無止推面的三角形絲扣連接而高可靠性鋁鉆桿的連接方式有3個特點:(1)采用梯形絲扣與接頭連接(2)鋁鉆桿設(shè)置了內(nèi)支撐端面和錐形配合面(3)通過高溫裝配工藝實現(xiàn)絲扣、配合面及支撐端面

4、的過盈配合。在深井(尤其是斜井和水平井)鉆進條件下鉆桿柱最容易發(fā)生疲勞破壞。而新型鋁鉆桿的錐形配合面及支撐端面可減輕絲扣的負擔明顯提高接頭的抗疲勞指標比普通三角形螺紋提高抗疲勞強度60%80%。這類鋁鉆桿自1993年起已成功用于海洋深水鉆井作業(yè)。4.鉆桿在深孔中的應用鋁合金鉆桿已經(jīng)在國內(nèi)外的科學鉆探和石油鉆井(包括斜井和水平井)中應用展現(xiàn)了用小噸位鉆機鉆進深孔的良好前景。(1)鋁合金鉆桿在俄羅斯СГ3超深井的應用。采用高可靠性鋁合金鉆桿

5、是俄羅斯СГ3井創(chuàng)造世界超深井紀錄的關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)場400t能力的鉆機額定最大井深為8000m但用鋁合金鉆桿取代鋼鉆桿后鉆成了世界最深的井(12262m)。統(tǒng)計該井195個回次中￠147mmX11mm規(guī)格的鋁合金鉆桿磨損情況表明最大磨損量發(fā)生在7000～8000m井段其中鋼接頭最大磨損618mm由于鋼接頭的保護鋁合金鉆桿本體的最大磨損量僅為0.92mm。(2)鋁合金鉆桿在塔里木某勘探井的應用。該井井深7600m水平位移達1000m基本