常用鉆具介紹

1、常用鉆具一、 方鉆桿(kelly)方鉆桿位于鉆柱的最上端，其主要作用是傳遞扭距和承受鉆柱的總量。方鉆桿的驅(qū) 動(dòng)部分端面分為正方形和正六邊形，石油鉆井中用的最多的是正方形，水眼為正六邊形，由于壁厚比鉆桿大三倍左右， 并用高強(qiáng)度的合金鋼制造，因此具有較高的抗拉強(qiáng)度與抗扭強(qiáng)度。二、鉆桿(drill pipe)鉆桿是鉆柱的基本組成部分，它主要用于傳遞扭距和輸送鉆井液?，F(xiàn)用鉆桿的管體 與接頭是采用 對(duì)焊方法 連接在一起的。為了增大接頭處的強(qiáng)度，管體兩端對(duì)焊部分是加厚的， 加厚形式有內(nèi)加厚、外加厚、內(nèi)外加厚三種。內(nèi)加厚的縮小管體兩端的內(nèi)徑以增加管壁厚度，這種鉆桿外徑是一致的，接頭外徑也不太大，在井中旋轉(zhuǎn)時(shí)

2、， 接頭與井壁接觸較小，磨損也較小，但因其加厚部分內(nèi)徑較管體內(nèi)徑小，增加了鉆井液循環(huán)時(shí)的流動(dòng)阻力。外加厚鉆桿的內(nèi)徑是一致的，但管體兩端的外徑加大，這種鉆桿接頭的外徑比同尺寸鉆桿接頭的外徑大，在井內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)增加了接頭于井壁的接觸摩擦，易磨損；由于這種鉆桿內(nèi)徑與管體內(nèi)徑一致，循環(huán)鉆井液時(shí)流動(dòng)阻力較小。內(nèi)外加厚鉆井，是將管體兩端的內(nèi)徑縮小，外徑增大，以增加兩端管體的壁厚。這種結(jié)構(gòu)的鉆桿綜合了以上兩種結(jié)構(gòu)鉆桿的優(yōu)點(diǎn)。3、 加重鉆桿(extra-weight drill pipe )加重鉆桿特點(diǎn)是壁厚比普通鉆桿增加了2倍以上，其接頭體比普通鉆桿長(zhǎng)，管體中部還有特制的耐磨輻。加重鉆桿主要用于一下幾個(gè)方面：1

3、)用于鉆鋌和鉆桿的過(guò)渡區(qū)，緩和兩者彎曲應(yīng)力的變化，以減少鉆桿的損壞2)在小井眼鉆井中代替鉆鋌，操作方便3)在定向井中代替大部分鉆鋌，以減少扭距和粘附卡鉆等的發(fā)生，從而降低成本，同時(shí)有利于保持定向井的方位。由于鉆鋌與緊閉接觸面積大，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與井壁發(fā)生很大 的摩擦力，因而使井眼有偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，當(dāng)用加重鉆桿代替鉆鋌時(shí)，可以減少這種可 能，因而有利于保持定向井的方位。4、 鉆鋌(drill collar)鉆鋌是鉆柱的主要組成部分之一，其作用是給鉆頭提供鉆壓，同時(shí)使下部鉆具組合有較大的剛度，從而使鉆頭工作穩(wěn)定，并有利于克服井斜問(wèn)題。鉆井分類：1)圓柱式：用普通合金鋼制成，管體橫截面內(nèi)外皆為圓形的鉆鋌2)螺

4、旋式：用普通合金鋼制成，管體外表面具有螺旋槽的鉆鋌。3)無(wú)磁式：用磁導(dǎo)率很低的不銹合金鋼制成，管體橫截面內(nèi)外徑均為圓形的鉆鋌。鉆 鋌的種類還有方鉆鋌和無(wú)磁螺旋鉆鋌等。5、 螺旋鉆鋌(spiral dirll collar)螺旋鉆鋌的作用是可以減少粘附卡鉆發(fā)生，它的圓鉆鋌外圓柱上面加工出三條右旋螺旋槽，在外螺紋接頭部分留有一段305-560mm和內(nèi)螺紋端接頭部分留有475-610mm的不切槽的圓鉆鋌段，其重量比同尺寸的圓鉆鋌減少4%螺旋鉆鋌未列入api標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)外已有不少?gòu)S家生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)鉆鋌也已經(jīng)正式投入生產(chǎn)，其規(guī)格尺寸和國(guó)外產(chǎn)品相同。六、鉆具穩(wěn)定器(stablizer)1)穩(wěn)定器俗稱扶正器，在鉆

5、柱中適合的位置安放一定數(shù)量的穩(wěn)定器組成鉆柱的下部鉆 具組合，能夠在鉆直井時(shí)防止井斜，鉆定向井時(shí)控制井眼軌跡。2)使用穩(wěn)定器能夠起到提高鉆頭工作穩(wěn)定性的作用，從而使鉆頭的使用壽命延長(zhǎng)，這 對(duì)金剛石鉆頭尤為重要。常用的穩(wěn)定器分為：三滾輪穩(wěn)定器、可換套穩(wěn)定器、整體螺旋穩(wěn)定器、整體直棱穩(wěn) 定器四種7、 無(wú)磁鉆鋌(non-magnetic drill collar)無(wú)磁鉆鋌的結(jié)構(gòu)與一般的鉆鋌相同，只是化學(xué)成分和機(jī)械性能等有別于普通鉆鋌。無(wú)磁鉆鋌是定向井工程中具有特殊功能的鉆具。定向井用磁力測(cè)斜儀測(cè)定井眼傾斜角和方位角時(shí)，為使羅盤不受鉆柱磁場(chǎng)的影響，在鉆柱中必須配備一定長(zhǎng)度的 無(wú)磁鉆鋌，使磁力測(cè)斜儀位于無(wú)

6、磁鉆鋌內(nèi)合適的位置進(jìn)行測(cè)斜，否則不能得到正確 的測(cè)量結(jié)果。8、 鉆具組合(drill assembly)鉆具是連通地面和井下的樞紐。在轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)，靠鉆柱來(lái)傳遞破碎巖石所需的 能量，給井底施加鉆壓，以及定井內(nèi)輸送鉆井液等。在使用井下動(dòng)力鉆具鉆井時(shí) 它承受井下動(dòng)力鉆具的反扭距，同時(shí)給井下動(dòng)力鉆具輸送液體能量。鉆具由不同的部件構(gòu)成，他的組成隨著鉆井條件和方法的不同而有所區(qū)別?；?本組成部件有：方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、鉆桿穩(wěn)定器及轉(zhuǎn)換接頭等。隨著鉆井先進(jìn)工 藝的不斷發(fā)展，對(duì)鉆柱的結(jié)構(gòu)和性能要求越來(lái)越高，必須選擇可靠性的鉆柱。 常用的下部鉆具組合：1、滿眼鉆具組合(packed hole assembly)

7、所謂滿眼鉆具組合是指鉆頭上部的一段鉆柱與井眼直徑相等或者具有較小的間 隙的鉆柱組合。通常采用滿眼鉆柱組合有一下兩種：1)鉆具穩(wěn)定器組成的滿眼鉆具一般由鉆具穩(wěn)定器組成的滿眼鉆具是用兩個(gè)到三個(gè)鉆具穩(wěn)定器。鉆具穩(wěn)定 器與井壁之間的間隙與滿眼鉆具組合的使用效果關(guān)系甚為重要，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格 控制，一般這一間隙越小越好，尤其是近鉆頭鉆具穩(wěn)定器和中鉆具穩(wěn)定器， 與井壁間的實(shí)際間隙過(guò)大往往導(dǎo)致滿眼鉆具組合實(shí)效。2)塔式防斜鉆具所謂塔式鉆具就是利用不同尺寸的圓鉆鋌組成的滿眼防斜鉆具。這種鉆具 下部采用較大尺寸的鉆鋌，由下而上其尺寸逐漸減小，狀如寶塔，故稱塔 式鉆具2、鐘擺鉆具組合(pendulum drill ass

8、embly)在傾斜井段中，切點(diǎn)以下鉆柱重量所產(chǎn)生減斜力，有促使鉆頭向鉛直方向鉆進(jìn) 的趨勢(shì)，很像鐘擺的運(yùn)動(dòng)，利用這種原理組成的鉆具成為鐘擺鉆具，鐘擺鉆具 有一下三種形式：1)光鉆鋌(slick assembly)鐘擺鉆具組合2)單鉆具穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合3)多穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合3、鐘擺-滿眼鉆具組合(pendulum drill-packed hole assembly)滿眼鉆具接在鐘擺鉆具之上，即組成鐘擺-滿眼鉆具組合方式塔里木油田輪南井身結(jié)構(gòu)鉆具組合：開(kāi)滿眼鉆具組合 (packed hole assembly during first spud-in)12 1/4鉆頭+12 1/4井底扶正器+

9、8螺旋鉆鋌+12 1/4鉆柱型扶正器+8螺旋鉆 鋌+8隨鉆+8螺旋鉆鋌+nc公*nc50母接頭+5加重鉆桿+5鉆桿+nc50公 *nc50母保護(hù)接頭+nc5心接頭*520旋塞+5 1/4方鉆桿(自下而上)二開(kāi)鐘擺鉆具組合 (pendulun drill assembly during second spud-in)8鉆頭+430*4a10接頭+6 1/4螺旋鉆鋌+8 1/2扶正器+6 1/4螺旋鉆鋌+8 1/2 扶正器+6 1/4螺旋鉆鋌+6 1/4隨鉆+6 1/4螺旋鉆鋌+5加重鉆桿+5鉆桿+5 1/4方鉆桿(自下而上)塔里木油田山前井鉆具組合開(kāi)滿眼鉆具組合 (packed hole ass

10、embly during first spud-in)26鉆頭+26扶正器+9螺旋鉆鋌+16扶正器+9螺旋鉆鋌+16扶正器+接頭+8 螺旋鉆鋌+8隨鉆+8螺旋鉆鋌+接頭+5”加重鉆桿+5鉆桿+接頭+下旋塞+5 1/4 方鉆桿二開(kāi)滿眼鉆具組合 (packed hole assembly during second spud-in)16鉆頭+16扶正器+9螺旋鉆鋌+16扶正器+9螺旋鉆鋌+16扶正器+接頭+8 螺旋鉆鋌+8隨鉆+8螺旋鉆鋌+接頭+5加重鉆桿+5鉆桿+接頭+下旋塞+5 1/4 方鉆桿三開(kāi)滿眼鉆具組合 (packed hole assembly during third spud-in)四開(kāi)鐘擺鉆具組合 (pendulum tool assembly during fourth spud-in)五開(kāi)鐘擺鉆具組合 (pendulum tool assembly during fifth spud-in)九、鉆柱工作狀態(tài)在鉆井過(guò)程中，鉆柱是在起下鉆和正常鉆進(jìn)兩種工序中交替工作的。在起 下鉆時(shí)，鉆柱處于受拉狀態(tài)；而在鉆進(jìn)時(shí)狀態(tài)