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什么是金刚石薄壁钻头钻柱的旋转运动形式 发布者:丹阳市宝锋金刚石工具有限公司   发布时间:2018-11-12    点击次数:66
什么是金刚石薄壁钻头钻柱的旋转运动形式 


什么是金刚石薄壁钻头钻柱的旋转运动形式

钻柱围绕自身弯曲相哦旋转—自转。 

    主要特点是:在整个圆周上与井壁接触,产生均匀磨损,但受到交变弯曲应力作用。在较软的地层中,由于自转容易在井眼内产生键槽,囚此成为起钻时钻柱受阻的原因。 

钻柱围绕井眼轴线旋转—公转。 

    主要特点是:不受到交变弯曲应力作用,但产生非均匀的单向偏磨,因此会加快钻柱的磨损和破坏。 

金刚石薄壁钻头钻柱同时参与两种形式的旋转。 

    主要特点是:弯曲钻柱围绕井眼轴线旋转,同时围绕自身轴线运动,受到交变弯曲应力作用,钻柱磨损均匀。

钻柱的振动形式 

扭转振动。 

    地层非均质性,会使钻头旋转阻力不断变化,引起钻柱扭转振动,产生横向的交变扭剪应力。大小与钻头结构、地层岩性是否均匀、钻压、转速等因素有关。 

纵向振动。 

    钻进时当牙轮从一齿到两齿着地的过程,会使钻柱引起纵向振动,产生纵向交变应力。大小与钻头结构、地层岩性、钻井液泵排量不均度、钻压、转速等因素有关。当纵振周期和钻柱的固有振动周期相同或成倍数时,就发生“共振现象”,引起钻柱疲劳破坏,并称之为“跳钻”。 

横向振动。 

    钻柱达到某一临界转速时,可能产生无规则摆动,产生交变弯曲应力。

钻杆疲劳破坏 

金刚石薄壁钻头钻杆的基本力学工况,钻杆在内外充满钻井液的狭长井眼里工作,通常承受压、弯、扭、液力等载荷。如果钻杆所受应力小于每平方米206.8N时.钻杆虽经过无数次的弯曲,也不会产生疲劳裂纹。钻井时钻杆承受弯曲、扭转和拉伸应力组成的复合应力很大,特别是在大位移定向井及水平井中扭矩极大,钻杆在远远小于100万次弯曲次数时便产生疲劳微裂纹;微裂纹产生后便不断扩大延伸,此时如果具有腐蚀作用的高压钻井液进人微裂纹中,就会加速裂纹扩展,最终导致钻井液刺穿钻杆的失效事故。刺穿发展的结果,使钻杆有效断面不断缩小,刺孔加裂纹的总长度超过其临界裂纹尺寸时,即发生断裂。
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