新型钻杆材料介绍

信息交流两种钻杆涂层新材料几十年来,钻井行业一直在寻求一种完善的管材涂层新材料,因为管内壁粗糙对钻井液泵送产生不利的摩擦影响,若钻杆经过涂层,钻井泵流量可增加15%,泵压还能得到控制。

据Drilling C ontractor报道,美国IC O公司研制成一种IPC100涂层粉末,这种材料能耐高温和酸性溶液,还可防止钢丝绳损坏和腐蚀。

钻杆内壁可涂上厚达20312～33012μm的IPC100涂层粉末,且绝无漏涂现象,工艺过程为,在399℃高温下对管子实施12h的热清洗,然后在管内涂底漆,再加热管子,喷涂该粉末,粉末融化后,管子通过传输炉加以硬化便成。

经过内涂层的钻杆能耐177℃～204℃的高温。

由于粉末材料摩擦系数低,钻井液流量更大,如果流量提高10%～15%,则可缩小钻井泵尺寸,减轻钻机质量。

钢丝绳腐蚀的湿擦硬度试验表明,IPC100涂层粉末的工作性能要比仅涂一层薄膜液好4倍以上。

此外,抗有机酸和无机酸试验表明,该粉末涂层比对比试验中用的普通涂层要耐用得多。

如在美国路州西北的高度腐蚀井下环境里,涂有IPC100粉末涂层的钻杆可持续使用一年,而经过普通涂层的钻杆仅下井5～6周便损坏。

美国Patters on公司研制成另一种涂层材料,商品名称是CeRamK ote54。

这种涂层材料内含90%(以质量计)的陶瓷,将其掺入环氧粘结剂树脂内,形成陶瓷-环氧综合剂,涂在钻杆上初呈液态,经过硬化和化学交联处理,使钻杆内壁表面坚硬,能经受冲击和磨蚀,其机械韧性可使钻杆使用寿命延长一倍左右。

这种涂层材料除用于G级 8819m m和 10116m m 钻杆外,还可用于长达27m的隔水导管。

(胡辛禾)挪威MH公司顶驱研制新动态挪威MH(Maritime Hydraulics)公司近年来生产PT D系列轻便顶驱和DDM系列重型顶驱。

在PT D系列顶驱中,取消了原来的PT DHY—12×355型和PT DE L2PA44—5W型顶驱,开发了PT D—S350型顶驱,形成了PT D—S350型、PT D—410型和PT D—500型等3种规格PT D新系列顶驱,提升载荷3500～5000kN,连续扭矩46～54kN・m,最高转速200～235r/min,输入功率580～1178kW。

新型瓦斯排放钻杆系列（图片的颜色用红色或蓝色）
新型T型钢带预应力缠绕式空芯瓦斯排放钻杆，简称排放钻杆，本产品具有重量轻、弹性高，不易弯曲的特点，有自动调心功能，运转平稳。

钻杆采用
弹簧销连接方式，自动锁合特别适合于矿井高密度的探水和排放瓦斯钻孔使用，
根据生产的实际需要用户可选用干式、湿式、通风使用，三种类型的产品。

常用
规格型号和性能参数见下表：
新型瓦斯排放钻杆常用规格型号性能参数表（中英双语）
行号规格型号mm 理论扭矩N.m 连接方式螺旋直径钢管直径长度接头尺寸
1 Ф4
2 Ф22 500～3000 F1
3 / Tr16 150～250 四方/螺纹
2 Ф45 Ф25 500～3000 F18 / Tr19 450～650 四方/螺纹
3 Ф62 Ф32 500～3000 F18 / Tr19 450～650 四方/螺纹
4 Ф6
5 Ф25 500～3000 F18/ Tr19 450～650 四方/螺纹
5 Ф69 Ф25 500～3000 F24 / Tr19 550～750 四方/螺纹
6 Ф72 Ф32～42 500～3000 F14×50/80 1500～2500 四方/螺纹
7 Ф75 Ф42～50 500～3000 F30～Tr33 1500～2500 四方/螺纹
8 Ф76 Ф32～42 500～3000 F24～Tr33 1500～2500 四方/螺纹
9 Ф89 Ф42～50 500～3000 F32～Tr42 2500～3500 四方/螺纹
10 Ф110 Ф50～63 500～3000 F32～Tr42 3500～7500 四方/螺纹。

陕西榆林矿用地质钻杆结构与使用事项概述地质钻杆是一种在矿山勘探和开发中广泛使用的工具，用于获取地下岩石和矿石的样本。

在陕西榆林地区的矿业活动中，地质钻杆的结构和使用至关重要。

本文将介绍陕西榆林矿用地质钻杆的结构以及使用时需要注意的事项。

一、地质钻杆的结构陕西榆林矿用地质钻杆通常由以下组成部分构成：1. 钻杆身（Drill Rod Body）：钻杆身是地质钻杆的主体部分，通常由高强度合金钢制成。

钻杆身的长度可根据实际需求进行调整，一般为1.5米至3米。

2. 钻杆接头（Drill Rod Joint）：钻杆接头是连接钻杆身的关键部分，通常由高强度合金钢制成。

其作用是使钻杆能够在使用过程中承受较大的拉力和扭矩，并保证钻杆的传动性能和工作稳定性。

3. 钻杆连接螺纹（Drill Rod Thread）：钻杆连接螺纹是连接钻杆身和钻杆接头的部分，它的结构设计决定了钻杆的连接牢固度和密封性。

常见的钻杆连接螺纹有螺纹式和锁紧式两种。

4. 钻头（Drill Bit）：钻头是地质钻杆的工作部分，用于在地下岩石和矿石中进行钻孔。

根据不同的地质条件和工作需求，钻头的类型和结构也有所不同。

二、地质钻杆的使用事项在使用陕西榆林矿用地质钻杆时，需要注意以下事项：1. 钻杆的选用：根据勘探和开发的需要，选择合适的地质钻杆。

应考虑到地质条件、钻孔深度、岩石硬度等因素，选择适合的钻杆类型和规格。

2. 钻杆的安装：在使用地质钻杆之前，需要将钻杆接头与钻杆身正确连接，并确保连接牢固。

使用时应注意调整钻杆的长度和角度，以确保钻孔的准确性和稳定性。

3. 钻杆的维护：地质钻杆在使用过程中会受到较大的冲击和磨损，因此需要定期进行维护和保养。

包括清洗钻杆、检查钻杆连接螺纹的磨损程度、更换磨损严重的部件等。

4. 钻杆的操作：在使用地质钻杆进行钻探时，需要注意操作规范和安全操作。

操作人员应熟悉钻杆的使用方法和操作要点，遵循相关的安全规定，确保人身安全和设备正常运行。

介绍三种新型高强度钻杆在油气田勘探开发钻井中，尤其是在深井、大位移井、水平井、大斜度井中，钻杆的磨损严重，给油田带来重大损失。

钻具损失是造成钻井成本增加的一个重要原因，也是影响安全快速钻井的关键因素。

钻杆是用于传递动力、输送泥浆的主要工具。

钻杆常处于交变应力并且在与井壁摩擦碰撞的恶劣条件下工作，往往成为整个钻井设备与工具中最薄弱的环节，由裂纹发展致穿孔或完全断裂时有发生。

据统计，钻具损失有75%-85%是由于腐蚀造成的。

所以加快研制具有高强度、抗腐蚀、耐疲劳、重量轻的钻杆就迫在眉睫，本文介绍了3种新型高强度非钢钻杆，为油田选用相应的钻杆提供选择与参考。

复合钻杆复合钻杆（CDP）的制造是通过在卷筒上缠绕碳纤维然后应用环氧基复合材料覆盖并密封而成。

复合钻杆包括合成钢销和套筒联接工具箱，与设计常规钢钻杆连接相似。

复合钻杆的成本较高大约是常规钢钻杆的3倍。

复合钻杆与常规钢钻杆相比有以下几个潜在优点：重量降低；更高的强度重量比率；优越耐腐蚀性；高抗疲劳抵抗能力；无磁性。

复合钻杆非常适合于用到超深井钻井和其它钻井应用，主要缺陷在于其水力特性和效率，阻碍了其在超深井钻井和大位移井钻井（ERD）的应用。

要达到必要的结构特性（扭转力矩、拉伸能力等），复合钻杆必须比常规钢钻杆厚实，约为钢钻杆的2倍。

管内径的显著减少，会造成一定的压力损失。

复合钻杆的高强度重量比与钢钻杆比较，主要优点是降低扭矩和拖拽阻力。

水力效率是超深井钻井的重要指标，综合来看还不能提供一种可实行的解决方案，复合钻杆设计师通过增加管子的外径来增加壁厚。

钛合金钻杆钛合金钻杆的商业应用是RTI能源和Grant Prideoo进行多年大量试验的成果。

钛的抗化学性强，比钢轻一半且韧性高一倍。

钛的这些性能特别适用于在高温、腐蚀环境中，短半径、延长的有效半径和超深井条件下的钻探。

但是钛合金钻杆制造费与钢钻杆相比非常高（七到十倍，甚至更多），并且市场非常有限。

钛合金钻杆由三个基本要素组成：钻杆本体、钻杆接头、接头与本体连接。

Φ40新型煤钻杆新型煤钻杆是在原有老式麻花煤钻杆的基础上，采用优质钢管和T型钢带焊接结构，经先进的预应力缠绕焊接工艺制造而成.【使用】煤钻杆与各类气动防突钻机配套使用，较传统钻进速度大大增快。

将煤层掘进中因探施工对掘进进度的影响降到了最低程度，【用途】煤钻杆广泛地应用于煤矿、石膏矿等钻探及开采。

【分类】煤钻杆分为单螺旋叶片、双螺旋叶片和实心（干式煤钻杆）和空心（湿式煤钻杆）。

【规格】Φ26-16、Φ28-16/18、Φ30-16/18、Φ32-18/22、Φ38-21/22、Φ40-21/22、Φ42-21/22、Φ45-25/27、Φ55-25/27、Φ65-25/27.【直径】Ф26、Ф28、Ф30、Ф32、Ф38、Ф40、Ф42、Ф45、Ф55、Ф65.【长度】根据钻采的需要，长度一般在0.5-6M。

【特点】1、新型煤钻杆具有重量轻比老式麻花钻杆轻45%，进尺快，粉尘小，垂直向下钻孔不留岩屑，成孔清晰。

2、采用螺旋式钻进工艺技术，具有钻进速度快，钻孔成型好，钻进效率高等特点。

2、杆体可与钻尾分离倒头使用，延长了使用寿命。

弹簧销或螺纹连接，方便快捷。

煤钻杆(麻花钻杆) 新型煤钻杆Φ26-16新型煤钻杆Φ38-21/22煤钻杆煤钻杆·规格型号规格型号生产工艺链接形式直径（mm) 长度（mm）螺纹形式26mm 2500mm 丝扣加热成型直插干式26mm 1000mm 丝扣普焊公母链接/直插干式28mm 1000mm 四方点焊焊接四方连接38mm 1000mm 四方点焊焊接四方连接38mm 1500mm 四方点焊焊接公母连接40mm 1000mm 四方点焊焊接四方连接40mm 1000mm 四方点焊焊接公母连接42mm 1000mm 四方点焊焊接公母连接55mm 1000mm 矩形螺纹点焊焊接公母连接煤钻杆·产品参数序号螺旋直径杆体直径长度接头尺寸理论扭矩N.m 连接方式1 Ф26 Ф16 500～3000 M16×1.5 100～150 螺纹连接2 Ф28 Ф16～18 500～3000 F12/M18×1.5 100～150 四方/螺纹3 Ф30 Ф16～18 500～3000 F12/M18×1.5 100～150 四方/螺纹4 Ф32 Ф18～22 500～3000 F12/M16×1.5 100～250 四方/螺纹5 Ф38 Ф21～22 500～3000 F14/Tr16 150～350 四方/螺纹6 Ф40 Ф21～22 500～3000 F14/Tr16 150～350 四方/螺纹7 Ф42 Ф21～22 500～3000 F14/Tr16 150～350 四方/螺纹8 Ф45 Ф25～27 500～3000 F18/Tr19 350～450 四方/螺纹9 Ф55 Ф25～27 500～3000 F18/Tr19 350～450 四方/螺纹10 Ф65 Ф25～27 500～3000 F24/Tr19 350～450 四方/螺纹煤钻杆·使用维护1、煤钻杆和钻头只能用于桩孔的钻进，不准用于从事土壤的转移、搬运或施工现场的平整等工作。

铝合金钻杆材料生产工艺及磨损研究进展来源:西南石油大学材料科学与工程学院作者:王小红综述了国内外主要的石油钻杆用铝合金的化学成分、物相组成及性能特点; 介绍了铝合金钻杆的生产工艺，重点阐述了其独特的挤压成形、淬火、矫直及装配工艺，探讨了不同使用工况下铝合金钻杆的磨损机理。

最后，指出铝合金钻杆研发是一个涉及材料、装备、工艺的系统工程，我国开发石油钻杆用铝合金材料应以Al-Zn-Mg 系铝合金为基础，着力解决其热强性差、挤压成形后横向性能差等关键问题，并根据使用工况有针对性的设计其耐磨性能。

石油钻杆是用于传递动力、输送泥浆的主要工具，在整个钻柱中钻杆用量约占85% 以上，是钻井中的主要工具。

随着钻井进行，井深不断加深，钻杆一根接一根不断加长钻柱，其自重不断增加，对钻机能力的要求也不断增加，仅靠增加钻机能力来完成深井、超深井的钻进十分困难。

铝合金钻杆密度小、自重轻，弯曲应力小，耐H2S 腐蚀，在深井、超深井、定向井及酸性气井的钻探中有得天独厚的优势。

目前，世界上只有俄罗斯、美国、日本及法国等少数发达国家掌握了该技术并能批量生产铝合金钻杆。

我国石油勘探用铝合金钻杆的研发还处于起步阶段，地质钻探用高强度铝合金钻杆的研制尚属空白。

本文围绕石油钻杆用铝合金材料、生产工艺特点及磨损三个方面，综述近年来铝合金钻杆研发及生产中取得的重要成果，在此基础上，提出我国发展铝合金钻杆必须解决的几个关键技术。

1、石油钻杆用铝合金材料最早的铝合金钻杆于20 世纪60 年代分别由瑞典的克芮留斯公司及前苏联冶金机械科学研究所研制成功。

俄罗斯( 前苏联) 作为最早研制和使用铝合金钻杆的国家之一，对石油钻杆用铝合金材料也进行了深入研究，其钻杆用铝合金材料分为常用铝合金(D16T) ( 相当于美国的AA2024，我国的2A12)、高强度、耐腐蚀合金(1953T1) (相当于美国的AA7014，我国无相应牌号) 、特殊耐热合金( AK 4-1T1) ( 相当于美国的AA2618，相当于我国的2A70) 三大材料体系。

石油钻井工具的材料与结构研究一、引言石油是非常重要的能源资源，而钻井是开发石油资源的主要方法之一。

石油钻井工具的性能与材料、结构密切相关，因此对石油钻井工具的材料与结构进行研究具有重要意义。

本文将针对石油钻井工具的材料与结构进行详细讨论。

二、钻井工具的分类石油钻井工具可以根据其功能和用途分为不同的类别。

常见的石油钻井工具包括钻头、钻杆、套管等。

1. 钻头钻头是钻井过程中用于钻进地层的工具。

常见的钻头有三角锥钻头、锥齿钻头、平底钻头等。

钻头通常由金属材料制成，其材料的选择与钻进地层的性质有关。

2. 钻杆钻杆是连接钻头与钻机的组件，承受着钻进的力和扭矩。

钻杆一般由优质合金钢制成，以确保其耐磨性和抗拉强度。

3. 套管套管是在钻进过程中用于保护井壁的管道。

套管一般由碳钢或合金钢制成，具有良好的耐腐蚀性和抗压性能。

三、钻井工具材料与性能钻井工具材料的选择与其使用环境和所需性能密切相关。

下面将分别介绍钻头、钻杆和套管的材料与性能。

1. 钻头材料与性能一般来说，钻头应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。

常见的钻头材料包括高速钢、硬质合金和纳米超硬材料。

高速钢具有良好的切削性能，适用于低强度地层的钻井。

硬质合金由钨钴合金和强化剂组成，其硬度高，适用于中等强度地层的钻井。

纳米超硬材料具有更高的硬度和耐磨性，适用于高强度地层的钻井。

2. 钻杆材料与性能钻杆应具有较高的抗拉强度、抗磨损和耐腐蚀性能。

常见的钻杆材料包括碳钢、合金钢和高强度钢。

碳钢具有较好的韧性和延展性，适用于一般的中低强度地层钻井。

合金钢具有更高的抗拉强度和硬度，适用于中等强度地层钻井。

高强度钢具有更高的强度和硬度，适用于高强度地层钻井。

3. 套管材料与性能套管应具有较高的抗压强度、耐腐蚀和耐磨损性能。

常见的套管材料包括碳钢、合金钢和高强度钢。

碳钢套管适用于一般的低强度地层钻井，具有较好的韧性和成本效益。

合金钢套管适用于中等强度地层钻井，具有更高的抗压强度和耐腐蚀性能。

整体钻杆：整体钻杆材料采用优质合金结构钢，管体端部进行镦粗处理，后整体进行调质处理，经无损检测及性能螺纹，螺纹部位进行氮化处理。

规格公称重量管体外径管体壁厚加厚外径加厚型式50 6.6350.8654IEU609.3360.37.1168IEU7314.47739.1982IEU8918.3488.99.35105IEU摩擦焊接钻杆：摩擦焊接钻杆，管体采用G105合金结构钢材料，镦粗后全长热处理，提高管体的韧性和强度。

接头采用以满足杆体的任性要求和接头的强度要求。

规格公称重量管体外径管体壁厚接头外径加厚型式42 4.5642545EU50 6.6350.8654EU609.3360.37.1168EU7314.47739.1982IEU8918.3488.99.35105IEU10219.27101.68.38127IEU11422.32114.38.56127IEU12726.71279.19168.3IEU14029.52139.79.17184.15IEU质处理，经无损检测及性能检验合格后，在高精度数控车床上车制钢级最大拉力最大扭矩最小弯曲半径S135********S135661200072S1351052300088S13513338000107体的韧性和强度。

接头采用强度优于管体材料的优质合金结构钢，钢级最大拉力最大扭矩最小弯曲半径R78025250051G10545466660G10568933072G1051091780088G10513729500107G10514736000122G10516038700137G10518952000152G10522180000168。

地质勘探钻杆材质性能
地质钻探管材是钻探工程主要消耗的材料,通常包括普通钻杆、加重钻杆、
绳索取心钻杆、岩心管和套管等。

为保证钻具加工质量和钻探施工安全,应根据
钻探施工孔深和具体情况选择不同性能的管材。

4.1.1管材钢级和性能
目前,地质管材钢级和机械性能一般执行GB/T9808-2008《钻探用无缝钢
管》的规定,亦可参照表4-1
表4-1钢管的机械性能
管材尺寸偏差要求
音通单双管钻具、套管、岩心管和接头料用管材外径和壁厚允许偏差一般应满足表4-2的要求。

目前,国内通用型绳索取心钻杆规格已经与国外发达国家产品一致,通用型绳索取心钻杆用管材的外径、内径和壁厚允许偏差亦与先进产品基本一致,详见表4-3。

加强型绳索取心钻杆用管材的外径、内径和壁偏差应分别符合表4-4的规定。

薄壁型绳索取心钻杆用管材的尺寸偏导先尔行通用型钻杆用管材的规定。

管材几何公差
为保证加工质量,满足钻探施工需要,同时为逐步实现钻杆、钻具的机械化、自动化制造,应对不同用途的钻探管材的几何公差提出具体要求。