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工礦信息
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鉆桿損傷類型及原因 鉆桿損傷類型及成因,內容主要分為振動和彎曲磨損、拉伸損傷、疲勞損傷三類,詳細介紹如下:一、 振動與彎曲磨損當鉆柱運轉速度達到臨界速度時,鉆桿會產生振動,進而引發彎曲、過度磨損、快速損傷及疲勞破壞。這類損傷的程度在兩種振動疊加時會顯著增大。臨界速度并非固定值,會受鉆桿長度、鉆頭尺寸、鉆柱規格、鉆孔孔徑等 鉆桿損傷類型及成因,內容主要分為振動和彎曲磨損、拉伸損傷、疲勞損傷三類,詳細介紹如下: 一、 振動與彎曲磨損 當鉆柱運轉速度達到臨界速度時,鉆桿會產生振動,進而引發彎曲、過度磨損、快速損傷及疲勞破壞。這類損傷的程度在兩種振動疊加時會顯著增大。臨界速度并非固定值,會受鉆桿長度、鉆頭尺寸、鉆柱規格、鉆孔孔徑等因素影響。 二、 拉伸損傷 拉伸損傷是鉆桿使用過程中的常見問題。 當拉伸力超過鉆桿材料的屈服強度時,鉆桿管壁的薄弱部位或局部區域會出現頸縮變形。 當拉伸力進一步超過材料的極限強度時,鉆桿會發生拉斷。 這類損傷多發生在鉆柱的上部,因為鉆柱上段需要承受整個鉆柱的壓力與自重。 三、 疲勞損傷 疲勞損傷是鉆桿失效的重要形式,分為兩種基本類型: 純疲勞損傷鉆桿在工作中需承受拉、壓、扭、彎的周期性交變應力,其中拉伸應力和彎曲應力是最危險的應力類型。當前鉆桿純疲勞破壞的主要誘因,是鉆桿在彎曲井眼內旋轉時產生的周期應力。即使鉆桿壁厚充足,仍可能出現疲勞損傷,且損傷位置具有不確定性。 鉆桿彎曲狀態下,每旋轉一周,桿體對應位置就會因反復承受拉壓交替應力而產生周期載荷。 鉆鋌上方的鉆桿極易發生彎曲 —— 因為鉆鋌剛性強、無法彎曲,應力集中點便轉移至其上方的鉆桿。 鉆桿的高應力區通常位于加厚段末端,距離接頭約 50 厘米處。接頭無法彎曲,彎曲變形只能由管壁較薄的桿體承擔,該部位相當于彎曲力的支點,類似 “夾緊固定” 的受力狀態。 若鉆桿能實現全長均勻彎曲,桿體應力會相應降低,發生疲勞破壞所需的應力循環次數也會增加。 缺口疲勞失效無論是機械加工還是冶金加工環節產生的缺陷,都會對鉆桿的疲勞極限產生顯著影響,影響程度取決于缺陷的位置、方向、形狀和數量。若缺口不在鉆桿的主要應力承載區域,則其對疲勞損傷的影響會相對較小。 【打印本頁】
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