06 钻柱设计基础详解.ppt

油气钻采管柱设计6 钻柱设计基础 高宝奎 (研究员) 钻柱构成 方钻杆 钻杆 加重钻杆 钻铤 转换接头 扶正器 钻柱设计介绍内容 一、钻柱的变形 二、钻柱的运动 三、钻柱主要部件 四、钻柱基本设计 一、钻柱的变形 一、钻柱的变形 一、钻柱的变形 一、钻柱的变形 二、钻柱的运动 二、钻柱的运动 自转 公转 滑动 振动 自转 滑动 振动 三、钻柱主要部件 四、钻柱基本设计 钻柱设计过程和注意事项 思考题 END 钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 新钻杆承受扭矩、拉力数据 钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 127(5)新钻杆承受扭矩、拉力数据 127.53 99.19 89.74 70.86 373.6 100.47 78.14 70.69 55.82 284.58 85.53 66.52 60.18 47.51 237.15 S135 G105 X95 E75 扭转屈服强度 (kN·m) 重量 (N/m) 4244.76 3301.47 2987.07 2358.18 373.6 3167.44 2463.56 2228.96 1759.72 284.58 2626.81 2043.07 1848.5 1459.33 237.15 S135 G105 X95 E75 按最小屈服强度计算的抗拉力 (kN) 重量 (N/m) 钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 新钻杆承受挤压力、内压力数据 钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 127(5)新钻杆承受挤压力、内压力数据 167.75 130.31 117.9 93.08 373.6 108.04 89.63 82.94 68.67 284.58 67.78 59.43 55.92 47.85 237.15 S135 G105 X95 E75 最小抗挤压力 (MPa) 重量 (N/m) 162.92 126.73 114.66 90.53 373.6 117.97 91.7 83.01 65.5 284.58 96.46 75.02 67.84 53.57 237.15 S135 G105 X95 E75 按最小屈服强度计算的抗内压力(MPa) 重量 (N/m) 优质类钻杆(两条白色带) 二类钻杆(一条黄色带) 三类钻杆(一条桔黄色带) 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 旧钻杆分类 任何缺陷或损伤超过二类钻杆， 且没有疲劳裂纹 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 旧钻杆分类 无 无 F疲劳裂纹 剩余壁厚不小于70% 剩余壁厚不小于80% 腐蚀和磨损 内部情况 无 无 F疲劳裂纹 剩余壁厚不小于70% 剩余壁厚不小于80% E2切削、表面磨光 剩余壁厚不小于70% 剩余壁厚不小于80% E1腐蚀 直径增大不超过外径4% 直径增大不超过外径3% D2松扣爆炸引起 直径减小不超过外径4% 直径减小不超过外径3% D1拉伸引起 深度不超过平均壁厚20% 深度不超过平均壁厚10% C2卡瓦区切削磨损 直径减小不超过外径4% 直径减小不超过外径3% C1卡瓦区压碎缩径 直径减小不超过外径4% 直径减小不超过外径3% B凹陷和磨碎 剩余壁厚不小于70% 剩余壁厚不小于80% A外径磨损壁厚 外部情况 二类钻杆(一条黄色带) 优质类钻杆(两条白色带) 钻杆状况 钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 钻杆接头的强度特征： 抗拉强度 抗扭强度 关键因素是上扣扭矩 加重钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 特点： 壁厚比普通钻杆增加2~3倍 接头比普通钻杆接头长 中间有特制的磨锟 没有统一规范 加重钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 作用： 用于钻铤与钻杆的过渡区，缓和两者弯曲刚度的变化，减少钻杆损坏 在小井眼中代替钻铤，操作方便 在定向井中代替大部分钻铤，减小扭矩和粘附卡钻 推荐在钻铤上面使用15~21根加重钻杆。 加重钻杆 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 钻铤 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 作用： 给钻头提供钻压 保持下部钻具稳定 防斜 种类： 圆钻铤——常规 螺旋钻铤——减少粘附卡钻 方钻铤——防斜 钻铤 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 作用： 转换接头 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 作用： 稳定器 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 作用： 减振器 6 钻柱设计基础 三、钻柱主要部件 钻铤设计 6 钻柱设计基础 四、钻柱基本设计 钻铤和钻柱下部结构的设计应能做到： 给钻头有效加载 提供防止产生狗腿和键槽的刚性 延长钻头轴承的使用寿命和钻头的总性能 产生一个全尺寸、平滑的井眼 把有害的振动降到