关键词：气体钻井;钻柱失效;摩擦热;热疲劳;热过载
摘 要：针对气体钻井钻柱频繁失效问题,建立了钻柱与井壁摩擦生热闪温温升计算模型,研究了局部温升在钻柱表面产生的热应力,通过平均表面传热系数评价了气体钻井环空压缩空气对局部摩擦热的携热能力,并给出了计算算例。研究结果表明,钻柱对井壁的侧向力较大时,钻柱与井壁的接触摩擦可以使钻柱局部表面产生高达几百摄氏度的闪温温升,该温升使钻柱局部表面产生很大的热应力,随后高速气流携走全部或部分摩擦热。分析认为,摩擦热是导致气体钻井钻柱异常失效的重要因素。热过载或热疲劳与机械载荷共同作用使钻柱表面产生微裂纹,从而加速气体钻井钻柱失效。
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