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高强度钻杆制造技术研究

王斌  
【摘要】:煤矿瓦斯防治是煤矿安全生产的一项重要基础工作,瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本性措施。钻杆是实施瓦斯抽采钻孔施工的重要机具,要求其必须具有良好的综合机械性能和力学性能。但实际使用时出现公接头螺纹根部断裂、螺纹严重变形、粘扣及螺纹非正常磨损等失效。为了解决出现的这些问题,进行了本项目的研究。 论文采用理论分析与实验相结合的研究方法,围绕提高普通钻杆性能,研制出高强度钻杆进行研究。主要进行了钻杆整体性能优化、螺纹表面处理工艺研究、钻杆加工工艺改进优化以及钻杆性能试验。在钻杆整体性能优化方面,主要通过接头材料优选、结构改造、热处理工艺优化以提高接头的力学性能,并用有限元分析法进行了模拟验证;在螺纹表面处理工艺研究方面,通过对比常见表面处理工艺方法,采用氮化工艺来提高螺纹表面强度达到防治粘扣的目的,并对氮化工艺进行深入研究,确定了合理的工艺参数,形成一套完整的工艺规范;在钻杆加工工艺优化方面,通过对现有工艺优化调整,制定一套能满足批量生产的高强度钻杆加工工艺;最后对钻杆及接头样品进行了静扭实验,验证了其性能达到了设计要求。


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