Анализ разрушения буровых труб T51 и рекомендации по предотвращению

---

Анализ разрушения буровых труб T51 и рекомендации по предотвращению

Разрушение бурового стержня T51 обычно не вызвано каким-либо одним фактором, а является результатом комбинированного воздействия концентрации напряжений и усталости материала при экстремальных условиях эксплуатации.

Следующее является анализом основных причин разрушения буровой трубы T51 и соответствующих рекомендаций по предупреждению:

1. Неправильная механическая эксплуатация и конструкция (наиболее распространённая причина)

• Пустой выстрел / Воспроизведение холостого выстрела:Продолжение приложения удара, когда бурав не полностью контактирует с породой или после того, как порода уже была разрушена. Это предотвращает передачу огромной энергии поршня на породу; вместо этого она поглощается такими компонентами, как буровая штанга и муфта, что легко приводит ктвёрдый разрывстержня.
• Плохая выравненность и изгибное напряжение:Если дрейфующий инструмент, буровая штанга и скважина не находятся в одной прямой линии (угловое отклонение <85° или >95°), буровая штанга будет испытывать значительные боковые изгибные силы во время вращения и удара. Это повторное изгибание генерирует микроскопические усталостные трещины в теле штанги, которые затем быстро распространяются.
• Неправильное давление подачи:Избыточное давление подачи вызывает изгиб стержня; недостаточное давление подачи приводит к ненадежным соединениям и создает эффект "пустого выстрела". Оба фактора ускоряют усталостное разрушение.

2. Проблемы соединения резьбы (ядро концентрации напряжений)

• Повреждение резьбы и заедание:Резьба T51 является основой передачи силы. Если смазка недостаточна или резьбы загрязнены, возникает заедание, что приводит к неравномерному распределению напряжений и в конечном итоге к разрушению, начинающемуся у корня резьбы.
• Слабые соединения:Если соединение слишком свободное, энергия удара вызывает сильные вибрации и отдачу в зазоре между резьбой, что приводит к значительному ударному воздействию и концентрации напряжений у корня резьбы.
• Смешивание старых и новых компонентов (например, старая штанга с новым соединением или наоборот):Сильно изношенные резьбы увеличивают зазор, снижают эффективность передачи энергии и вызывают трещины. Смешивание сильно изношенных муфт с новыми буровыми трубами строго запрещено.

3. Усталость материала и экологические факторы

• Чередующаяся усталость от напряжения:Буровая труба T51 подвергается высокочастотному воздействию примерно 2000 ударов в минуту, включая комбинированные напряжения, такие как растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Когда количество циклов напряжения достигает предела материала, трещины возникают из недостатков поверхности (например, царапин, коррозионных ям).
• Термические эффекты и чрезмерное использование:Непрерывная работа в течение более 40 минут или плохая смазка могут привести к повышению температуры соединений выше 200°C, что снижает твердость металла и увеличивает хрупкость.
• Ускорение коррозии:Влажные или кислотные среды (например, подземные шахты) ускоряют коррозию воды, что приводит к распространению трещин — явление, известное каккоррозионная усталость.

4. Рекомендации по профилактике и улучшению

• Стандартизированная операция:Строго избегайте холостых выстрелов. Убедитесь, что сверло плотно прижато к скале, прежде чем применять удар. Во время начала сверления уменьшите мощность, чтобы обеспечить правильное выравнивание.
• Улучшенная смазка:Используйте специализированную пасту для резьбы с содержанием цинка не менее 50%. Проверяйте чистоту резьбы перед каждым соединением штанги.
• Регулярная проверка:Своевременно заменяйте нити, которые изношены за пределы нормы, или стержни со значительными царапинами. Не продолжайте эксплуатацию с поврежденным оборудованием.
• Выбирайте качественные продукты:Приоритизируйте стальные прутки из сплавов, которые прошли глубокую карбюрационную термообработку, такие как продукция SHANDIKE и аналогичных брендов.