由石油加重鉆桿的工作環(huán)境及受力情況分析,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最為嚴(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,而三牙鉆頭的造價又相當(dāng)昂貴,這樣就會給客戶帶來相當(dāng)大的損失。
出現(xiàn)斷裂的原因往往是由于鉆桿頭部軸肩處與管體相連接的地方硬度較高,塑性和韌性較差。通過金相組織的分析,這一部分的回火索氏體組織(淬火 高溫回火得到的組織)的晶粒度等級通常不在要求的等級范圍之間,這種情況的產(chǎn)生與淬火過程有著極大的聯(lián)系。
除斷裂外,還有就是彎曲。即鉆桿的桿體部分發(fā)生塑性變形。當(dāng)管體彎曲的弧度較大,超過管體的彈性極限時,管體則發(fā)生塑性變形。鉆桿發(fā)生塑性變形對客戶的影響較小,沒有斷裂產(chǎn)生的影響嚴(yán)重,只需要經(jīng)過校直,即可以使鉆桿恢復(fù),然后再次重新投入使用,之所以會發(fā)生塑性變形,這也跟鉆桿的淬火調(diào)質(zhì)處理有著密切的關(guān)系。若調(diào)質(zhì)的鉆桿硬度較低,組織中回火索氏體組織較少或索氏體晶粒較為粗大,層片間距較大,則鉆桿的塑性,韌性就差,那么出現(xiàn)彎曲也就在所難免了。
鉆桿絲扣的磨損現(xiàn)象是與絲扣的表面硬度有關(guān),這與產(chǎn)品在鍍鉻處理過程中的質(zhì)量有關(guān),與調(diào)質(zhì)處理無關(guān)石油,石油鉆桿出現(xiàn)斷裂在此不再作進(jìn)一步分析。
1、地質(zhì)鉆桿使用時需進(jìn)行定期保養(yǎng)維護(hù)確定保養(yǎng)周期,定期進(jìn)行防銹防塵處理。
2、鉆桿的使用需在鉆機(jī)的額定鉆距內(nèi),根據(jù)鉆距的技術(shù)參數(shù)型號采用相配的鉆桿。
3、鉆桿與鉆頭配套使用時,通常情況下鉆頭應(yīng)大于鉆桿直徑,在鉆進(jìn)過程中應(yīng)時刻注意鉆機(jī)和鉆桿的狀況。如出現(xiàn)卡鉆、暴死等現(xiàn)象,應(yīng)立即停鉆或回鉆后緩慢鉆進(jìn)保證鉆桿不彎曲扁形。
4、地質(zhì)鉆桿采用礦用地質(zhì)類專用地質(zhì)鉆探管與其相配的接頭摩擦焊接而成,所以其具有很好的隨動性和較高的抗拉強(qiáng)度,可以適應(yīng)在常規(guī)鉆探和排放瓦斯用。在硬巖層、煤層或其他特殊環(huán)境作業(yè)時,需根據(jù)鉆桿實際材質(zhì)物理性能和參數(shù)確定其鉆進(jìn)深度等。