高强耐热铝合金钻杆材料优选
投稿时间:2020-02-17  修订日期:2020-02-17  点此下载全文
引用本文:梁健,尹浩,孙建华,等.高强耐热铝合金钻杆材料优选[J].钻探工程,2020,47(4):65-71.
LIANG Jian,YIN Hao,SUN Jianhua,et al. Optimization of high strength and heat resistant aluminum alloy drill rod materia[J]. Drilling Engineering, 2020,47(4):65-71.
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梁健* 中国地质科学院勘探技术研究所 raul9942718@163.com 
尹浩 中国地质科学院勘探技术研究所  
孙建华 中国地质科学院勘探技术研究所  
李亚红 哈尔滨中飞新技术股份有限公司  
王成彪 中国地质大学(北京)工程技术学院  
张金昌 中国地质科学院勘探技术研究所  
基金项目:国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”课题三“高性能薄壁绳索取心钻杆研制”(编号:2018YFC0603403);国家自然科学基金项目“科学超深井铝合金钻杆的腐蚀防护机制研究”(编号:41772390);中国地质调查局地质调查项目“深海钻探技术与工程支撑”(编号:DD20190585)
中文摘要:铝合金钻杆的使用性能是制约深部钻探技术发展的“瓶颈”。本文综合考虑孔内工况因素和钻杆性能因素,以钻柱组合设计为基础准则,从特深孔钻探工程技术需求出发,开展了高强耐温铝合金钻杆材质选择和评价的试验研究。试验结果表明:2219铝合金固溶时效制度分别为535 ℃/1 h、165 ℃/20 h,2618铝合金固溶时效制度分别为530 ℃/1 h、200 ℃/20 h;2219铝合金在高温长时间暴露后的室温力学性能优于2618铝合金,在高温瞬时条件下的力学性能劣于2618铝合金;2219铝合金中含有Zr,该元素在热暴露过程中起到减缓溶质扩散速率的作用,这对提高热暴露后的剩余强度是有利的。
中文关键词:特深孔  深部钻探  铝合金钻杆  热暴露  力学性能
 
Optimization of high strength and heat resistant aluminum alloy drill rod materia
Abstract:The performance of aluminum alloy drill rods is the bottleneck of the development of deep drilling technology. With the design of the drill string structure as the basis and in view of engineering requirements of ultra-deep hole drilling, the selection and evaluation of high strength and heat resistant aluminum alloy drill rod material were studied. The results showed that: the solution aging of 2219 aluminum alloy was 535℃/1h, 165℃/20 h, 2618 was 530℃/1h, 200℃/20h, respectively. The mechanical properties of 2219 aluminum alloy were better than 2618 aluminum alloy after long time heat exposure at ambient temperature and worse than 2618 aluminum alloy at transient high temperature. The element Zr in 2219 aluminum alloy can slow down the solute diffusion rate in the process of heat exposure, and it is beneficial to improve the residual strength after heat exposure.
keywords:ultra-deep hole  deep drilling  aluminum alloy drill rod  thermal exposure  mechanical property
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