等壁厚螺杆钻具壳体结构强度分析与优化

在造斜段钻井过程中,螺杆钻具的工作环境较为恶劣,受力状态极其复杂,螺杆壳体断裂事故时有发生。利用有限元技术,针对滑动导向钻井过程,建立了螺杆钻具壳体结构强度分析与评价方法,对不同井眼曲率条件下螺杆钻具壳体结构强度变化进行了对比,优化了等壁厚螺杆钻具壳体结构。研究成果表明,随着井眼曲率的增大,螺杆钻具壳体结构强度逐渐下降;等壁厚螺杆比常规螺杆壳体结构强度降低了52.3%;在定子壳体上增加减应力槽结构,螺杆钻具壳体结构强度可提高33.2%。     

梯度硬质合金齿牙轮钻头开发与应用研究

硬质合金由于硬度高、抗压能力强、耐磨性好等优异性能,在牙轮钻头上得到了广泛应用。传统硬质合金的韧性与耐磨性是一对矛盾,而梯度硬质合金技术能在硬质合金的表面形成一层含钴量低、硬度较高的梯度层,形成了外硬内韧的材料结构,既提高了表层的耐磨性,又保持了整体的韧性,很好地解决了表层的耐磨性与整体的韧性之间的矛盾。采用含钴的硬质合金齿进行渗碳处理制备了梯度硬质合金齿,并通过检测梯度硬质合金齿从表面到心部的显微硬度分布,以检验形成的梯度层的情况。梯度硬质合金齿的梯度层的深度在800~1000μm,不同齿的硬度分布基本接近,说明梯度层的深度也基本相同。应用梯度硬质合金齿试制的牙轮钻头在四川油田、胜利油田和辽河油田一些难钻进地层使用,明显提高了牙轮钻头进尺与机械钻速,取得了理想的使用效果。