首页 期刊 探矿工程 冷组装铝合金钻杆螺纹副力学性能测试及失效分析 【正文】

冷组装铝合金钻杆螺纹副力学性能测试及失效分析

作者:刘宝昌; 李闯; 张弛; 马少明; 孙永辉 吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室、建设工程学院; 吉林长春130026; 国土资源部复杂条件钻采技术重点实验室; 吉林长春130026
铝合金钻杆   冷组装   过盈配合   断裂机理  

摘要:与传统的钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有密度小、比强度高、无磁等优点,因此在深井与超深井钻井作业中具有较大优势。在实际使用中,铝合金钻杆两端需要通过钢接头之间的螺纹来实现拧卸钻杆,而铝合金杆体与钢接头还需要过盈装配以实现紧固连接。以液氮为冷源,对50 mm的7075铝合金钻杆管体与钢接头进行了“冷组装”过盈装配,铝合金管体与钢接头之间的过盈量分别为0.10、0.15、0.20 mm。对组装后两端带钢接头的铝合金钻杆分别进行了拉伸和扭转试验,评价了铝合金管体与钢接头连接的可靠性,对断裂试样的断口进行了宏观与微观分析,阐述了其断裂机理。结果表明,采用“冷组装”方式可以实现铝合金管体与钢接头的过盈装配,其中过盈量为0.15 mm时,带钢接头的铝合金钻杆综合性能较优,可以承受较大的抗拉强度极限和抗扭极限,其断裂方式为脆性断裂。

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