常用钻具基础知识

常用钻具基础知识 主讲人 刘京华2012年9月6日 Contents 一 钻杆 钻具是方钻杆 钻杆 钻铤 转换接头 钻柱稳定器等几种主要入井工具的总称 在钻井过程中 将方钻杆 钻杆 钻铤等用带螺纹的接头连接起来所组成的入井管串称为钻柱 一 钻杆1 钻杆的作用钻杆是钻柱的基本组成部分 它主要用于传递扭矩 输送钻井液 在钻井过程中不断连接钻杆 则不断增长钻柱 从而达到不断加深井眼的目的 一 钻杆 2 钻杆的结构钻杆由管体及钻杆接头 内螺纹接头 外螺纹接头 两部分组成 现用钻杆的管体与接头是采用对焊方法连接在一起 为了增大接头连接处的强度 管体两端对焊部分是加厚的 钻杆按制造方法分为有细扣钻杆和对焊钻杆 前者已淘汰使用 后者在加过程中 为增加管体与接头连接处的强度 管体两端对焊部分是加厚的 加厚形式分内加厚 外加厚 内外加厚三种 分别用英文字母IE UE IUE表示 见图2 2 内加厚钻杆在钻井过程中 钻井液循环时流动阻力大 但接头磨损较少 外加厚钻杆在工作中钻井液循环时流动阻力小 但接头磨损较大 而内外加厚钻杆综合以上两种特点 多使用与较大尺寸钻杆 3 钻杆的钢级钻杆的管体是用高级无缝钢管制成 常用钢级E 75 X 95 G 105 S 135等4个级别 分别用代号E X G S表示其中X级 G级 S级为高强度钻杆 纲级代号后的数字表示该纲级钻杆所承受最小抗拉屈服强度的千分之一 单位是磅力 平方英寸 4 钻杆的规范通常所称钻杆的规范为管体外径尺寸 常用的有60 3毫米 73毫米 88 9毫米 127毫米 139 7毫米等5种 常用钻杆规范见表2 1 钻杆管体长度范围分三级 一级是5 5 6 7米 二级是8 2 9 7米 三级是11 6 13 7米 8 2 9 7米是目应用最多的 常用钻杆规范 检验钻杆操作步骤 1 将钻杆摆放在检测台上滚动钻杆观察弯曲情况 对弯曲钻杆拉线检验管体弯曲程度 2 目测水眼是否畅通 3 清理钻杆外表面污物 边滚动边检验管体表面质量 4 测量接头外径 长度 5 检验内螺纹接头耐磨带 6 检验内螺纹接头吊卡台肩面 7 清洗螺纹部位油泥 污物 检验钻杆接头螺纹 8 标记检验符号 9 填写检验记录 检验钻杆1 钻杆放在管架台上 应体现自然弯曲 拉线应平直 8 12米 127钻杆全长允许直线度 6mm 两端3米允许直线度 3mm 2 水眼必须畅通 无污物堵塞 3 管体检验从钻杆一端加厚处旋转检查至另一端加厚处 表面不得有硬伤 挤扁 电焊修补 泥浆刺漏痕迹 4 接头外径磨损不得超过规定数值 内螺纹接头体长度 114 3毫米钻杆以下不短于160毫米 114 3毫米以上不短于180毫米 外螺纹接头体长度不短于150毫米 5 内螺纹接头耐磨带经磨损后厚度不小于1毫米 6 吊卡台肩面应平整无凹凸现象 吊卡台肩宽度应符合标准 7 接头密封台肩面在丝扣完好情况下有小于0 8毫米的凹陷或泥浆刺痕 应进行磨台肩 否则修扣 8 判定螺纹的修理按标准进行 9 修理符号的标记要准确 位置要合适 钻具检验结果代号 1 钻杆管体的检验 1 钻杆管体经拉线法检测 其直线度应符合下表2 15要求 表2 15钻杆允许直线度 2 测量管体外径及麻坑深度 4 用超声波测厚仪测厚 在标有外径磨损和腐蚀坑部位进行测厚 测出的壁厚用粉笔标在钻杆上 2 检验接头 1 钻杆接头的长度测量值应不得低于表2 17规定 表2 17钻杆接头长度 3 钻杆报废的判定钻杆有下列情况之一时应予报废 1 本体折断 2 本体刺穿 3 本体胀裂 4 本体扭曲或弯曲严重无法校直的 5 水眼堵塞 无法通开 6 被火烧过 经检验材质发生变化 7 两端加厚部分的任一端有效长度不足50mm 8 钻杆管体磨损 指标达不到分级标准 9 经无损检测有疲劳裂纹 二 钻铤 1 钻铤的作用钻铤在钻具组合中位于钻头与钻杆或加重钻杆之间 主要作用是给钻头提供钻压及控制井斜 钻铤一般用高级合金钢制造 壁厚相当于钻杆的4 6倍 刚性大 2 钻铤的结构钻铤根据外形与材料分A型 圆柱式 B型 螺旋式 C型 无磁式 三种形式 分别用代号ZT LT WT表示 圆柱式钻铤结构示意图见图2 3 螺旋式钻铤与圆柱式钻铤不同之处就是在外圆柱表面加工有螺旋槽 因此在钻井过程中与井壁接触面积小 减少了粘附卡钳的发生 有利于钻井液的循环 无磁钻铤用导磁率很底的不锈合金钢制成 主要用与定用钻井过程中 3 钻铤的规范通常所说钻铤的规范是用新钻铤本体外径来表示 常用的有88 9毫米 104 8毫米 158 8毫米 165毫米 177 8毫米 203毫米 228 6毫 等几种 主要尺寸规范见表2 2 3 钻铤的型号钻铤的型号按下列原则标记XXXXXXXX钻铤接头类型 例如NC50钻铤外径除以2 54mm 检验钻铤1 将钻铤摆放在检测台上滚动钻铤观察弯曲情况 对弯曲钻铤拉线检验管体弯曲程度 2 目测水眼是否畅通 3 清理钻铤外表面污物 边滚动边检验管体表面质量 4 测量管体外径 5 测量钻铤的长度 6 清洗螺纹部位油泥 污物 7 螺纹探伤 8 检验内外螺纹 9 标记检验符号 10 填写检验记录 检验钻铤1 钻铤放在检验台上 应体现自然弯曲 拉线应平直 8 9米钻铤全长允许直线度 5mm 两端2米允许直线度 2 5mm 2 水眼必须畅通 无污物堵塞 3 管体全长旋转检查 表面不得有裂纹 硬伤 电焊修补 泥浆刺痕迹 管体伤痕不得超过标准规定 4 管体外径磨损到小一级钻铤外径且内径相符 应改螺纹 该钻铤按小尺寸钻铤使用 钻铤只允许减小一次尺寸 5 钻铤全长测量应不包括外螺纹长度 全长短于8米的钻铤报废 6 螺纹应清洗至露出金属光泽 7 螺纹台肩面在完好情况下有小于0 8毫米凹陷或泥浆刺痕 应进行磨台肩 否则修扣 8 判定螺纹的修理按标准进行 9 探伤后要标出有伤部位 进行相应处理 1 钻铤管体检验 1 管体直线度经拉线法检测 直线度应符合表2 20规定 2 管体伤痕的检验钻铤外径均匀磨损到小一级钻铤外径并与小一级钻铤内径相同时 可将钻铤螺纹改为小一级钻铤螺纹 该钻铤按小一级钻铤使用 钻铤只许降级一次使用 3 钻铤报废标准 1 钻铤弯曲 经校直仍达不到允许直线度 2 水眼堵塞 无法通开 3 本体伤痕超过允许的规定数值 4 本体有夹层 无法切除 5 经多次修复 全长小于8米钻铤均匀磨损或偏磨小于下表2 23的规定值 钻铤均匀磨损后最小外径 三 方钻杆 钻铤代号 例如LT1等 三 方钻杆1 方钻杆位于钻柱的最上部 主要作用是传递扭矩 承受钻柱的全部重量 方钻杆根据外形分为以下两种形式 四方方钻杆 管体横截面内为圆形 外为正四方形的方钻杆 代号为FZGS 六方方钻杆 管体横截面内为圆形 外为正六方形的方钻杆 代号为FZGL 方钻杆由驱动部分 上部接头 下部接头构成 上部接头为内螺纹 连接水龙头 由于在钻井过程中转盘为顺时针旋转 所以上部接头加工成左旋螺纹 下部接头加工成右旋外螺纹 连接钻杆 方钻杆结构示意图见图2 5 2 方钻杆的规范通常所称方钻杆的规范指驱动部分的对方宽度 长度一般为13 16米 常用方钻杆尺寸见表2 3 检验方钻杆1 方钻杆放在检验台上 拉线检验管体弯曲程度 2 检验管体扭曲度 3 目测水眼是否畅通 4 测量驱动部分对方宽度 5 清洗螺纹部位油泥 污物 检验螺纹 6 标记检验符号 7 填写检验记录 检验方钻杆1 方钻杆放在管架台上 应体现自然弯曲 拉线应平直 全长允许直线度 8mm 每米允许直线度 1mm 2 检验方钻杆扭曲度时 方钻杆套筒量规应能自由通过 3 水眼必须畅通 无污物堵塞 4 大于或等于133毫米的方钻杆驱动部分对边宽度减小量不得大于12毫米 小于或等于108毫米的方钻杆驱动部分对边宽度减小量不得大于8毫米 否则报废 5 判定螺纹的修理按标准进行 三 方钻杆的检验1 方钻杆表面经检验 应满足下列要求 1 表面不应有裂纹 结疤 剥层 凹痕 不允许在表面焊补缺陷或焊标尺 2 方部和圆角要平整 2 方钻杆管体直线度 扭