论文—高效套洗工具研究

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1、毕业设计（论文）题冃：高效套铳工具研究年级专业：学生姓名：—学号：指导教师：职称：高级工程师导师单位：石油丸学成人教育学院论文完成吋间：2005年9月星日函授（网络）毕业设计（论文）任务书发给学员1.设计（论文）题目：高效套铳T具研究2.学生完成设计（论文）期限:2005年10月30日3.设计（论文）课题要求：1、通过查阅各种切削材料的物理化学性能，完成对高效套铳切削材料的优选。2、通过理论计算分析完成切削齿的布齿规律。3、通过理论公式计算，校核工具的强度。4、完成套铳工具的图纸设计。4.实验（上机、调研）部分要求内容：1.文献查阅要求：阅读国内外技术文献资料10篇以上。2.

2、发出日期：2005年8月1日3.学员完成日期：2005年10hl30H指导教师签名:学生签名：附注：1.任务书应附于完成的设计（论文）屮，并与设计（论文）一并提交答辩委员会;2.除任务书外，学生应从指导教师处领取整个设计（论文）期间的工作进度U程安排表（包括各阶段的工作H甫完成FI期）;3.任务书须由指导教师填写。审批意见：系主任签名：年刀高效套铳工具研究摘要关键词：高效套铳工具切削元件聚晶立方氮化硼结构我国修井工艺技术起源丁二十世纪五十年代中国石汕工业快速成长吋期，并伴随着石油开采技术的发展而迅速发展，已从简单的处理钻井过程中的事故逐渐发展成为一门应用科学。钻磨套铳法是修井

3、领域中最古老而又最有效的解卡打捞方法，而且最具发展前景。本文主要是从三个方面來研究套铳工具的高效性，一是切削元件的材质优选，通过比较分析目前国内的切削材料优选出适合于井下工作状况及井下工作对象的优质切削材料即聚晶立方氮化硼作为切削无件；二是通过理论计算与分析，完成了齿面结构和布齿规律的优化设计，实现了等强度与等速像损原则；三是根据井下工作状况分析及理论计算分析完成了布局结构方面的优化设计，通过变径轮廓设计大大减小了应力集中。通过上述三个方面的研究确保了套铳工具以切削性像损机理工作，使切屑及吋断屑和排屑，适应井下落物的非对称性、非稳定性和形态随机性所形成的断续切削工况。从而实现

4、了套铳工具的高效性。—＞前言二、正文1、刀具材料选择2、套铁切削过程及其特点3、设计计算4、套铳工具结构设计三、结论四、致谢五、参考文献—1—刖§我国油气水井修井工艺技术起源于二十世纪五十年代中国石油工业快速成长发展时期，并伴随着石油开采技术的迅速发展，也从简单的处理钻井过程中的事故逐渐发展成为一门应用科学。经过五十余年的发展，修井工艺技术已经具有较高的水平。主要分为井筒清里技术、井筒修复技术和套管开窗侧钻技术，三大技术的核心问题是工具性能与可靠性。其中，井下落物的处理有三种方法：一是打捞出来；二是井内消灭；三是打通道。在各种打捞手段都无法打捞岀井内落物的情况下，钻磨套铳法是

5、最古老而乂最有效的解卡方法。石油工程井下工具多采用CrMo材料和不锈钢材料配以渗碳火等特殊热处理工艺研制而成，大都以管件和杆件为主，工具本身各部位的软硬级并大，冲击韧性与耐磨性以及抗冲击疲劳的能力强，被卡在套管井内其状态具有不确定性，既硕乂柔还具有弹性，工具上个别部件还具有活动性在很难用大负荷提升解卡的情况下，套磨铳是最为有效的方法。目前，套磨铳工具有两类：一类齿面结构是将不同形状和粒径的超硬材料堆焊在套磨铳工具本休而形成的切削刃，并以磨蚀性磨损机理工作；另一类的齿面结构是将超硬材料事先做成刀具按一定的布齿规律镶焊在套磨铳工具本体而形成切削刃，以切削性磨损机理工作。从现场使用

6、情况看，前者的套磨铳速度慢，后者的套铳速度相对较快，但井下落物的非对称性及非稳定性易产生冲击载荷使刀具切削刃崩裂而询失切削能力。针对石油套管井井下落物性态特征，综合分析上述两种套磨铳工具的利弊，木文主要是从后者的角度设计高效套磨铳工具。第一章刀具材料选择1.1新型超硬材料——聚晶立方氮化硼套铳工具在井下耍切削的材料主要是钢材及淬硬的合金钢材。从目前国内外切削材料來分析，可以用作金属切削刀具的材料主要有：高速工具钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石和立方氮化硼。高速工具钢和陶瓷刀具虽然有良好的切削性能，但因脆性较大，暂不适宜于井下作为切削工具，所以本文不讨论它。长期以來，套铳工具的切

7、削齿主要是使用硬质合金材料。但是，在井下被切削的材料主要是强度较高的钢材及淬硬的合金钢材，使用硕质合金作为切削刀块，切削效果并不好，切削速度低,使用寿命短。虽然硬质合金材料近年来也有了很快的发展，其中涂层硬质合金把硬度和韧性高度结合起来，使用了TiC、TiN、BN、A1203、B4C等涂层材料，使刀具寿命大大提高。但是，硕质合金材料的维氏駛度最高不超过HV5000。而聚晶金刚石维氏硬度是HV8000-10000,聚品立方氮化硼维氏硬度是HV7000-8000o聚晶立方氮化硼是70-80年代发展起来的新型