螺杆钻具传动轴壳体开裂原因分析

螺杆钻具是石油钻采设备的主要构件之一 ,壳体与传动轴一起承担传递扭矩的作用。由于井下工作环境恶劣 ,设备一旦出现质量问题 ,维修困难极大 ,而且延误工期 ,因此对传动轴壳体的内在质量提出了很高的要求。传动壳体的材料为 4 2CrMo钢 ,进行调质处理后 ,要求力学性能指标达到 :硬度 2 62～30 2HBS ,σb≥ 10 80MPa ,σs≥ 930MPa ,δ5≥ 12 %,ψ≥4 5 %,αK≥ 63J。传动轴壳体经调质处理 ,曾出现两批 (共 10件 )因开裂而报废。本文对其开裂原因进行了分析。1　热处理工艺及处理结果　　传动轴壳体的结构简图见图 1a。热处理工艺为 :65…     

新型螺杆钻具连接螺纹抗疲劳性能

以油田现场使用的螺杆钻具壳体连接螺纹为基础,设计出了一种特锥连接螺纹.并利用有限元分析软件,分析了特锥螺纹在上扣扭矩、上扣扭矩+轴向载荷及上扣扭矩+轴向载荷+弯矩载荷下的螺纹受力情况,并通过应变测试证明了分析结果的准确性;利用疲劳强度分析软件分析了特锥连接螺纹在弯矩载荷和轴向载荷作用下的疲劳寿命,并通过下井试验证明了新...     

螺杆钻具马达检测方法的研究

为了确保螺杆钻具的效率和使用寿命,研究了采用电机驱动的螺杆钻具马达检测试验台.该试验台由台架、主机、循环系统和测试系统4大部分组成.试验台采用计算机系统自动实现对压差、扭矩、转速、流量、温度等数据的采集,输出螺杆钻具马达的性能参数表和特性曲线.用户根据这些参数,可以方便而准确地判断出螺杆钻具性能的优劣.     

基于螺杆钻具的正向检测系统

螺杆钻具是以钻井液压为动力的一种井下动力钻具,通过容积式马达,向钻头提供转速和扭矩。研究了螺杆钻具的工作原理,确定了螺杆钻具的主要性能参数,开发了螺杆钻具正向检测系统。利用该系统输入多种工况下的动力液排量、钻具两端压力、输出转速和扭矩等参数,测试并处理采集的相关数据,从而得到螺杆钻具的性能参数。并通过测试实例说明了螺杆钻具正向检测系统的可行性。     

螺杆钻具转子热挤压加工方法研究

螺杆钻具转子现行的加工方法主要是数控机床螺旋铣削和磨削,但两种方法耗时极长、成本高昂.对此,提出一种热挤压的加工方法,并制定了成形方案,完成了液压系统设计及模具结构设计.通过热挤压的模拟分析,发现模具和工艺过程能够实现螺杆钻具转子挤压成形的目标,模具损伤、应力应变、成形载荷、温度分布和坯料流动速度及方向均能达到设计要求.     

螺杆压缩机转子啮合面断裂分析

采用化学成分分析、金相分析及扫描电镜分析等方法对螺杆式压缩机转子断裂的原因进行了分析.结果表明.转子表面存在的缺陷.加之热处理过程中调质处理不当,降低了转子综合力学性能,造成其在运行过程中发生疲劳断裂现象.     

高温高压氯离子环境对螺杆钻具硬铬镀层腐蚀行为的影响

目的研究螺杆钻具表面硬铬镀层在高温高压氯离子环境下的腐蚀行为。方法利用高温高压反应釜模拟螺杆钻具的井下环境,对螺杆钻具表面硬铬镀层进行腐蚀和检测,通过正交实验法研究温度、压力和氯离子浓度对硬铬镀层腐蚀状态的影响。采用动电位扫描、腐蚀失重法,研究硬铬镀层的电化学参数及腐蚀特征。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS),分析镀层腐蚀后的微观形貌和表面成分的变化。结果影响硬铬镀层腐蚀速率的最大因素是氯离子浓度,其次是温度,再次是压力。年腐蚀深度最严重为0.8925 mm/a,最大的腐蚀速率为1.9026 g/(m~2·h)。腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而降低,随着温度和压力的升高而升高。结论推断在温度180℃、压力15 MPa和Na Cl质量浓度30 g/L的条件附近,硬铬镀层腐蚀最严重。氯离子是影响镀铬层腐蚀速率的主要因素,因为氯离子优先在敏感位置(钝化膜的薄弱点处,如裂纹)引发孔蚀核。在闭塞腐蚀电池催化作用下,镀层表面不断形成孔蚀,裂纹被加宽,最终导致少部分区域镀层剥落,影响镀层整体保护性能。     

一种新型螺杆钻具拆装架定心装置研究

拆装架是生产装配螺杆钻具重要的生产设备,目前采用的多缸液压驱动固定钳装置存在各缸不同步问题,导致工件轴心定位不准从而影响产品的质量,是行业中亟待解决的问题。在对国内外同类产品调研分析及现场深入调查的基础上,针对固定钳定心装置提出了一种新型两缸驱动6个牙块联动机构,该结构可以使得6个牙块同时转动,从而实现工件准确定心功能。通过理论与仿真分析验证了该新型装置牙块结构可以满足工作所需强度需求。     

苏里格地区钻具失效机理及预防措施

对2010年上半年苏里格地区所发生的钻具失效事故进行了数据收集和统计分析。统计表明,该地区最为常见的钻具失效类型依次为钻杆的疲劳/腐蚀疲劳失效、钻铤螺纹接头的疲劳/腐蚀疲劳失效和钻杆管体过载断裂失效3种。简单分析了导致这3种失效的原因,并提出了有效的预防措施。     

蓄热器疲劳失效的防止措施

对于受交变载荷的压力容器(主要包括蓄热器、换热器等),在设计中除应遵循常规设计要求外,必须充分考虑其低周疲劳问题.本文以蓄热器为例,提出了在选材及设计方面防止受交变载荷的压力容器疲劳失效的具体措施.1 选材对于承受交变载荷的压力容器,应选用低碳钢或低合金钢,不宜选用高合金钢和高强度钢.对材料的检验要求较严格,如蓄热器的选材为20g,要求在投产以前对钢板逐张进行超声波探伤,以找出和消除钢板本身的缺陷,所有钢板的边缘和气割坡口表面在施焊前应进行着色检查,以消除波口表面的缺陷.     

镀锌螺钉断裂失效分析

采用宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析、力学性能测试等方法,分析了镀锌螺钉断裂的原因.结果表明:搓牙工序中在牙根部位产生的微裂纹是导致螺钉发生最终断裂的主要原因,螺钉具有较高的脆性是导致螺钉发生最终断裂的重要原因.     

基于有限元分析的螺钉断裂失效研究

油泵进行可靠性强化振动试验时发现一个螺钉提前断裂。通过宏微观观察和组织、硬度检测手段,对该螺钉的断裂性质和断裂原因进行了分析。结果表明：螺钉为疲劳断裂,主要是由螺帽与螺孔周围的不良接触导致。为进一步分析不良接触现象对螺钉应力分布的影响,进行了有限元分析,计算结果表明：局部集中力能够明显改变螺钉应力分布状态,显著增加了与局部集中力同侧的螺纹底部的最大应力水平。综合分析后可知,不良接触现象中焊点与螺帽之间的不良接触是螺钉断裂的主要原因。     

钻铤内螺纹接头断裂原因分析

采用宏观观察、金相检查、SEM形貌观察、EDS能谱分析等方法,对钻铤内螺纹接头断口及其断口附近螺纹根部的小裂纹进行分析,结果表明:该钻铤主要是由于上扣扭矩过大或在钻井过程中发生二次上扣,从而导致钻铤内螺纹接头在螺纹根部萌生疲劳裂纹;该钻铤接头材料的抗拉强度偏低、硬度值偏低、弯曲强度比BSR值偏低、钻井液中0含量较高等因...     

34CrMo汽轮机主轴断裂失效分析

通过对34CrMo汽轮机主轴动断裂进行材料成分、力学性能、断口形貌、夹杂物以及显微组织等方面的分析.确定失效发生的原因是由于汽轮机主轴在动平衡实验中发生过载引起.     

金属接骨螺钉断裂失效原因

对断裂的金属接骨螺钉进行了化学成分、硬度、显微组织分析及表面加工质量的检测。对检测结果分析表明,螺钉所使用的材料符合国家标准要求,螺钉的螺纹根部加工刀痕处应力集中,产生多条裂纹,导致螺钉断裂。     

阀螺钉冷挤压凸模断裂失效分析

针对阀螺钉冷挤压成形时出现的凸模断裂问题,通过对断口的宏观观察,发现有疲劳特征。运用Deform2D/3D对模具的模拟显示凸模台阶圆角过渡处应力集中,等效应力2 930 MPa,超过凸模材料抗弯强度(2 500 MPa),是模具在此部分发生脆性折断的重要原因。为避免凸模阶梯圆角处应力集中,采用组合凸模的设计方法。数值模拟显示,组合凸模在工作时无应力集中。根据改进后的凸模设计方案进行实验,对实验中出现的孔成形凸模硬度不足问题,确定了成形孔的凸模硬度应达到62 HRC,有效的解决了生产中凸模早期失效的问题。     

42CrNiMo钢螺杆芯轴疲劳断裂失效分析

采用X射线荧光光谱仪、金相显微镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电镜等,对42CrNiMo钢塑料造粒机螺杆芯轴断裂原因进行分析。结果表明:42CrNiMo钢的化学成分、金相组织及力学性能均符合技术标准要求。失效芯轴属于多源疲劳断裂,芯轴齿根表面加工缺陷形成的应力集中是造成疲劳断裂的主要原因。     

石油钻杆转换接头脆性断裂失效分析

通过理化检测对石油钻杆转换接头螺纹根部脆性断裂进行失效分析。结果表明,断裂源发现沿晶断口,组织存在较严重的带状偏析,接头的晶界存在回火脆性现象,冲击韧性过低,表明接头失效的根本原因是回火工艺不当产生了高温回火脆性。     

接轴半联轴节的失效分析

利用化学分析，力学性能分析及金相分析等手段，对初轧机接轴半联轴节失效原因进行了分析。结果表明，由于联轴节硅含量太低、力学性能不好、机加工不当，导致联轴节早期疲劳断裂。