【精品PPT】第二章钻柱（格式） - 第二章 钻进工具.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 （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 （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 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 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。 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。 (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： (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。 在定向井中，为了保证足够的钻压，所需的加重钻杆长度比直井在同样钻压下所需长度大，一般在30°井眼中需加长度15％，在45°井眼中需增加长度40％，在60°井眼中需增加长度100%。 （二）钻铤 1、结构特点：管体两端直接车制丝扣，无专门接头；壁厚大(38-53毫米），重量大，是钻杆质量的4～6倍刚度大。 2、主要作用：(1)给钻头施加钻压; (2)减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳； (3)控制井斜。 3、类 型：光钻铤、螺旋钻铤、扁钻铤。 常用尺寸：6-1/4，6-1/2 ，7，8，9 英寸 （三）方钻杆 1、类 型：四方形、六方形 2、特 点：壁厚较大，强度较高 3、主要作用：传递扭矩和承受钻柱的全部重量。 4、常用尺寸：89mm(3-1/2英寸)，108mm (4-1/2英寸)， 133.4mm (5-1/2英寸)。 5、方钻杆统称尺寸：方钻杆统称尺寸指方部截面边宽