大直径定向长钻孔用73mm钻杆接头设计及应用

CoalMineMachineryVol.38No.05May.20173805201705doi:10.13436/j.mkjx.2017050440，准73mm。，，1°/m、、，；，，，，，；，5，；，，，，。，、、，，。1，80%，、，。1.1，，MT/T521-2006，，，。，，，、1，、2，（1）。，：（1），，，，；（2），准73mm(，710077)：，，，W-038R，、W-038RV-040，，W-038RV-040，，；，W-038R22000Nm，V-0401.5；，，W-038RV-04018%。：；；；：TD41：A：1003－0794（2017）05－0113－04JointDesignandApplicationof准73mmDrillRodforLargeDiameterandDirectionalLongBoreholeConstructionDONGMeng-meng(Xi’anResearchInstituteCo.,Ltd.，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroup，Xi’an710077，China)Abstract:Accordingtothefailuresuchasfracture、fasteningiseasytoappearwhiledrillinglargediameteranddirectionallongboreholeusingconventionalpipe，apremiumthreadwithdoubleshoulderwhichcalledW-038Risdesignedbyoptimizingjointmaterialandtakingexamplebyoilpipelinejointdesignexperience.ThispapercontrastsW-038RjointwithV-040jointthroughFEA、laboratorytestandfieldtest.FEAresultsshowthatW-038RjointstressdistributionissignificantlysuperiortoV-040joint，theformercansatisfytheuserequirement,whilethelatterconnectionfailurehappens;LaboratoryteststurnoutthatW-038Rjointstatictorsioncapacityis1.5timesV-040joint;FieldtestsshowthatthedrillingpipeaccidentrateofW-038Rjointisabout0.26/kmwhiledrillinglargediameteranddirectionalborehole,about18%ofV-040jointundersamedrillingcondition.Keywords:largediameterborehole;directionallongborehole;jointdesign;FEA1133805Vol.38No.05准73mm———，，；（3），；（4），2，。11.2，准73mmV-040（2），，，（≥6000Nm）（≥准153mm），，，+，，，3W-038R。21。（a）（b）2V-040（a）（b）3W-038R122W-038R，，，V-040W-038R。2.12.1.1，：（1），；（2）；（3），，4。42.1.22，，，；，、。，Q1Q2，3m，Q1，Q2。（1），，Q1＝48EJZymaxl3（1）l———，m；ymax———，m；E———，E=2.1×108kN/m2；JZ———，m4。，1°/m，R=57.3m，ymax=R-R2-（l/2）2姨=20mm（2）（2）ymax=20mm，（1）Q1=4kN。（2）①，，，，。CapkncobV-040W-038R/mm5.0881∶41∶6/mm2.9933.09560°5.082.993R0.5085.087°7′30″θAY60°7°7′30″2.993R0.5083.09583.0958yXFQLaBcQf-MfθFMf114lw=3.65ω-0.5gnzcosα0.25（gnzcosα）2+2.68EJzgnqw2姨姨=85.7m（3）ω———，rad/s；q———，q=0.12kN/m；α———，α=0；z———，，，z=60m。②Q2，，，，（1）Q2′=0.14kN。，，，，Q2Q2′，σw=MWz=Q2′lw2Wz=Q2l2Wz（4）（4）Q2=Q2′lwl（5）（5）Q2=4kN。，准73mmQ1Q2，Q=Q1+Q2=8kN。2.22，，5。42CrMo，26CrMo。2（a）v-040（b）W-038R52.3，，M=6000Nm，Q=8kN。，，6000Nm，50mm，。Frictional，0.15，Friction-less。，，。2.4（1）V-040V-040，2，2307.7MPa（），；600MPa，，400~600MPa；300MPa，6（a）。（2）W-038RW-038R，，990MPa（）；400～850MPa，800MPa，400～850MPa；300MPa，6（b）。（a）v-040（b）W-038R6（3）2，，2（V-0409，W-038R6），3，，，7。3805Vol.38No.05准73mm———E/MPaμδs/MPaδ5/%42CrMo2.07e110.32952≥1226CrMo1.93e110.3807≥12115（a）V-040（b）W-038R727：①，22#，；②V-040，2#1549MPa，6#249MPa。1#2#，，，，；③W-038R，V-040，，。，W-038R，V-040，6000Nm，1°/m（8kN）。，，2°/3m，12。3，CM140-352。，V-04014000Nm，；W-038R22000Nm，。W-038RV-04050%。42014920155，V-040准73mmW-038R准73mmZDY12000LD准153mm15，2°/3m，5°/3m，3。33，V-040准73mm7，2776m，4，1.44/km；W-038R准73mm8，3891m，1，0.26/km，18%。5（1），W-038R，W-038RV-040，V-040；（2）W-038R，22000Nm，V-04050%；（3），准153mm，W-038R准73mmV-040准73mm18%，，；（4），W-038R，，2°/3m。：［1］,,,.［J］.,2005,33(5):19-22.［2］,.［J］.,2001,29(3):13-15.［3］.［J］.,2010,38(8):63-65+69.［4］,,.［J］.,2012,40(6):51-53+57.［5］.［D］.，2007.：（1983-），，，，，:[e-mail].：：2017－03－143805Vol.38No.05准73mm———准73mmV-040准73mmW-038R530123#530135#5302216#530228#123456712341231/m408414783400438444450438438438438558558558513(°/3m)2.453.372.23.874.113.43.093.893.52.72.862.982.813.065.11/m144405783400324444276438438438438558558558465（2mm）123456789/MPa16001400120010008006004002000123456/MPa8006004002000116