钻柱受力讲述.ppt

钻井工程 复习旧课：1、钻头的类型 2、金刚石钻头与 PDC钻头的 组成及区别； 3、 钻头的工作原理。 导入新课：钻头是破碎岩石的主要工具，需要一定的钻压和转速，钻压和转速是由谁产生和传递的呢？ 第二章 钻柱 一、钻柱的作用与组成 二、钻柱的工作 状态与受力分析 三、钻柱设计 四、本章需要10学时 一、钻柱的作用 概念：钻柱是钻头以上，水龙头以下各部分的管柱的总称。它包括方钻杆、钻杆、钻挺、 各种接头、及稳定器等井下工具。 （一）、钻柱在钻井过程中的主要作用 1、为钻井液由井口流向钻头提供通道； 2、给钻头施加适当的压力(钻压)，使钻头的工作刃不断吃入岩石； 3、把地面动力(扭矩等)传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石； 4、起下钻头； 5、根据钻柱的长度计算井深。 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 （二）钻柱的特殊作用 1、通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等； 2、进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业； 3、对地层流体及压力状况进行测试与评价，即钻杆测试，又称中途测试 二、钻柱组成 方钻杆 钻杆 钻铤 稳定器 配合接头和保护接头 其它井下工具： 减震器、震击器、 扩眼器、键槽破坏器 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 （一）钻杆 1、作用：传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱。 2、结构：管体+接头 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 有效长度 3、规范： （1）壁厚：9 ～ 11mm （2）外径：73.0，88.9（3?），101.6， 114、（4?），127.0（5英寸），139.7 （3）长度： 18～22ft ，27～30ft， 38～45ft 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 4、接头及丝扣 （1）丝扣连接： 2）钻杆接头点 （3）钻杆接头类型： 尺寸相等，丝扣类型 相同，公母扣相匹配。 壁厚较大，外径较大，强度较高。 内平、贯眼、正规。 内平式：主要用于外加厚钻 杆。其特点是钻杆通体内径相同， 钻井液流动阻力小；但外径较大， 容易磨损。 贯眼式：主要用于内加厚钻 杆。其特点是钻杆有两个内径， 钻井液流动阻力大于内平式，但 其外径小于内平式。 正规式：主要用于内加厚钻 杆及钻头、打捞工具。其特点是 接头内径?加厚处内径?管体内径， 钻井液流动阻力大，但外径最小， 强度较大。 三种类型接头均采用V型螺纹， 但扣型、扣距、锥度及尺寸等都 有很大的差别。 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 5、钻杆的通称尺寸：指钻杆本体外径 6．加重钻杆 加重钻杆是用厚壁钢管制造的新型钻柱构件，管体两端和中部有超长的外加厚接头或外加厚段，兼有钻铤和钻杆的功能。它具有以下几个特点： (1)超长的整体接头可以提供较大的耐磨表面和重量，接头螺纹可以多次修复； (2)比同尺寸的钻杆重，管体和接头外径与普通钻杆一致，内孔是内平的，内孔直径至少等于钻铤的内径。 (3)中部外加厚段起小型稳定器作用。受压时管体可以挠曲，只有两端和中部加厚段接触井壁，管体本身不受磨损。 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 (4)耐磨表面是用硬质合金加固的接头，寿命可以延长4倍。 钻柱疲劳失效常发生在钻铤以上数根钻杆上，因为从钻铤过渡到钻杆时断面急剧变化，弯曲应力集中在这部分钻杆上。如果在钻铤和钻杆之间加入加重钻杆，则可以缓和断面的变化，减少应力集中，从而减少钻具事故。另外，与钻铤相比，加重钻杆还有打捞容易、可缩短起下钻时间、搬运方便等优点，并能保持定向井的方位，起到稳斜作用。在大钩负荷和钻压相同的情况下，使用加重钻杆，还可提高钻机的钻深能力。国外加重钻杆已广泛用于直井和斜井，据统计已超过数百万根，但我国很少使用。现就国外使用情况分述如下： 第二章 钻 柱 §2-1 钻柱的作用与组成 (1)用于直井：在钻铤和普通钻杆之间连接15～30根加重钻杆，就可防止与钻铤连接的钻杆发生疲劳破坏； (2)用于定向井：定向井钻柱中接上加重钻杆后，可使钻铤和加重钻杆不紧贴在井壁上，从而减少发生泥饼卡钻的可能性，减少卸扣扭矩，在起钻时上提拉力也不会超过井内重量太多。此外，还能更好地控制井斜角和方位角，减少定向工作的次数，从而缩短定向井的建井周期。 在