科学超深井钻杆柱受力分析与计算
摘要
科学超深井钻探工程作为研究深部地质学的重要方法之一,其理论研究和实施过程是一项超复杂的系统工程.作为科学超深井钻探技术研究内容的重要组成部分之一,钻杆柱是连通地面钻进设备与井底碎岩工具的超长径比杆件,回转的钻杆柱的受力情况和工作条件极为复杂和恶劣.针对钻杆柱的工作状态及其受力进行了综合分析,并在受力分析的基础上,计算了钻杆柱内部的各种应力,以作为后续钻杆柱合理设计、强度校核以及管材选用的重要依据.钻杆柱下部受力较为复杂,钻进时受到轴向压力、扭矩和弯曲力矩以及剧烈的拉压交变应力的共同作用;井口处钻杆柱承受拉力、扭矩最大,如起下钻猛提猛刹,会使井口处钻杆柱受到的轴向拉力大幅增加。钻杆柱在一定的抗拉力作用下,随着解卡上提力的不断增大,其抗扭强度显著降低;钻杆柱允许扭转的圈数与卡点深度成正比关系;随着钻杆屈服强度的增大,其允许扭转圈数相应增加。