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API知识

从钻柱的组成到扣型的发展(总结篇)

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钻柱由方钻杆、钻杆段和上部钻具组和三大的部分组建。钻杆段收录钻杆和线接头,一会儿也要装扩眼器。上部钻具组和主要的是钻铤也或许组装稳定性器、前减震器、震击器、扩眼器试述他非常规器具。钻柱的重要组建随有差异 的依据、追求而有差异 。


1. 钻杆

 钻杆是钻柱的基本组成部分,它是用无逢钢管制成(壁厚一般为9~11mm),其主要作用是传递扭矩和输送钻井液,并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此,钻杆在石油钻井中占有十分重要的地位。


(1) 钻杆结构设计与规范化


钻杆由钻杆管体与钻杆接头两部分组成,钻杆管体接头的连接有两种方式:一种是用细丝扣连接,即管体两端都车有细公扣,与接头一端的母细扣相连接,称这种钻杆为有细扣钻杆;另那种是管体与金属接头用摩擦力焊对焊在共同,称种钻杆为对焊钻杆。有细扣钻杆当下已差不多淘汰掉,发达国家现今生产的或進口的钻杆完全为对焊钻杆(无细扣钻杆)。

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△钻杆结构的图示图


补充 | 知识

要想提高管体与线接头的衔接抗弯强度,管体两端加厚。实用的加厚类型有内加厚、外加厚、内外线加厚四种。根据美国石油学会(API—American Petroleum Institute)的规定,钻杆按长度分为三类:

  • 首位类,5.486~6.706m(18~22ft);

  • 第二步类,8.230~9.144m(27~30ft);

  • 第二类,11.582~13.716m(38~45ft);

里面最可用的钻杆图片尺寸有88.9(3.5in),114.3(4in),127.0mm(5.5in)两种。

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△钻杆加厚方式


(2)钻杆的钢级与承载力

钻杆的钢级就是指钻杆模具钢的登级,它由钻杆模具钢的不大软弱強度来决定。API指定钻杆的钢级有D、E、95(X)、105(G)、135(S)级共几个,在当中X、G、S级为高強度钻杆。钻杆的钢级越高,波纹管的示弱硬度越大,钻杆的各种强度(抗拉、抗扭、抗外挤等)也就越大。在钻柱的强度设计中,推荐采用提高钢级的方法来提高钻柱的强度而不采用增加壁厚的方法。

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△钻杆刚级


(3)钻杆连接管及丝扣

 钻杆接头是钻杆的组成部分,分公接头和母接头,连接在钻杆管体的两端。接头上车有丝扣(粗扣)用以连接各单根钻杆。在钻井队的过程中,接线头处要一般拆解,接线头外层遭受到相等于大的大钳咬驱动力的目的,全部钻杆接线头管厚不大,接头外径大于管体外径,并采用强度更高的合金钢。国产钻杆接头一般都采用35CrMo合金钢。

丝扣的相连接需要充分满足6个状况,即规格雷同,丝扣内型雷同,公母扣相匹。不一样规格长宽图钻杆的插头规格长宽图不一样。同时规格长宽图钻杆的丝扣类也不都共同。各钻杆分娩制造商的钻杆用到的插头类也不容易可以共同那么,为有利于分别钻杆插头和水利应用,API对钻杆插头的类作了规范的标准,出现了石化轻工业广泛用到的API钻杆插头。

API钻杆连接头有新的旧的两者条件。旧API钻杆接头是对早期使用的有细扣钻杆提出来的,可分为内平式(IF)、贯眼式(FH)和选择式(REG)两类的类型。

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△旧API标钻杆


  • 内平式接头主要用于外加厚钻杆,其特点是钻杆内径与管体加厚处内径、接头内径相等,钻井液流动阻力小,极为有不利于加快水钻头水马力,但管接头外径较多,易损耗。

  • 贯眼式金属接线头适用性于内加厚钻杆,其优点是钻杆有两位公称直径,金属接线头公称直径相当管体加厚处公称直径,但不高于管体环节公称直径。钻井队液最长的河流在这种金属接线头时的的阻力高于内平式金属接线头,但其外径不高于内平式金属接线头。

  • 正规式接头适用于内加厚钻杆。这种接头的内径比较小,小于钻杆加厚处的内径。所以正规接头连接的钻杆有三种不同的内径。钻井设备液流淌这些金属接头时的障碍最大程度,但它的外径世界上最大、效果过大。正规接头常用于小直径钻杆和反扣钻杆,以及钻头、打捞工具等。三种类型接头均采用“V”形螺纹,但扣型(用螺纹顶切平宽度表示)扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。


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△线接头丝扣尺码标点


    随着对焊钻杆的迅速发展,有细扣钻杆逐渐被对焊钻杆所取代,旧API钻杆接头由于规范繁多,使用起来很不方便,因此,新加坡油品针灸学会又确立了某种新的NC型系类线连接管(人说成字母型线连接管),NC型接头以字母NC和两位数字表示,如NC50,NC26,NC31等。

   NC(National Coarse Thread)意为(美国)国家标准粗牙螺纹,俩位自然数带表丝扣基面节圆厚度的大小不一(取节圆厚度的前俩位自然数)。例如NC26表示接头为NC型,基面丝扣节圆直径为2.668in,NC螺纹也为“V”形螺纹,具有0.065in平螺纹顶和0.038圆螺纹底,用V-0.038R表示扣型,可与V-0.065型螺纹连接。旧API标准中的全部内平(IF)及贯眼(FH)均为V-0.065型螺纹,故现已考虑将旧标准废除而统一采用)NC型接头。

   NC型接头在石油工业中应用越来越普遍,但现有工地仍选择环节旧API细则连接头(内平、贯眼、正规一清),NC型接头与旧API标准接头有相同的节圆直径、锥度、螺距和螺纹长度,可以互换使用。在钻柱中,除了钻杆接头外,还有各种听取接线头(用连结不相同的长度或不相同的扣型的管柱)、保证接线头(保证管柱上时不时拆装工作处的丝扣)等。此外,方钻杆、钻铤、钻头及其他井下工具,也都靠丝扣连接(需要说明的是:上述各种接头及工具的丝扣类型都与钻杆接头的标准相一致。


2、钻铤

钻铤处在钻柱的最下部,是下部钻具组合的主要组成部分。其常见特征是管壁大(平常为38~53mm,一定于钻杆管壁的4~6倍)具有较大的重力和刚度。它在钻井过程中主要起到以下几方面的作用:

  • 给麻花钻给予钻压

  • 提高压缩成状况下的必不可少构造

  • 可减轻冲击水钻头的振动模式、摆动旋转和抖动等,使冲击水钻头作业保持稳定;

  • 操控井斜

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△就能够相互交换的线接头


  钻铤有许多不同的形状,如圆的、方的、三角形和螺旋形的。最常用的是圆形(平滑的)钻铤和螺旋形钻铤两种。锥型形钻铤上带浅而宽的锥型槽,可可以减少其与井壁的碰到面积计算的40%~50%,而其重力只减少>7%~10%。接触面积少,可减少发生压差卡钻的可能性。钻铤的连接丝扣(公扣、母扣)是在钻铤两端管体上直接车制的,不另加接头。钻铤有许多种规格,API标钻铤品类简称由两一些组合而成,第一个一些为NC型螺纹标准简称,第五一些的数值(取外径的前两位数字乘以10)表示钻铤外径(英寸)中间用短线分开。

3、方钻杆

   方钻杆坐落于钻柱的最上面,有六四边和六四边五种。钻进时,方钻杆与方补心、转盘补心配合,将屋面转盘转矩产生给钻杆,以拉动水钻头缩放。要求方钻杆起点终点12.19m,驱动安装方面长11.25m。因为习惯钻柱协调一致的须得,方钻杆都是多长度和管接头型号。方钻杆的管厚一般的比钻杆大两倍的样子,互用硬度合金类钢制做,故含有相对较大的抗拉能力硬度及抗扭硬度,就可以接受某个钻柱的容量和扭动钻柱及合金钻头所须得的转距。

  方钻杆旋转时,上端始终处于转盘面以上、下部则处在转盘面以下。方钻杆上端至水龙头的连接部位的丝扣均为左旋丝扣(反扣)以以避免方钻杆摆动时卸扣。方钻杆下端至钻头的所有连接丝扣均为右平移扣(正扣),在方钻杆带动钻柱旋转时,丝扣越上越紧。为减轻方钻杆下部接头丝扣(经常拆卸部位)的磨损,常在该部位装一保护接头。

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△四方方钻杆的强度

4、稳定器(扶正器)

   在钻铤柱的适当位置安装一定数量的稳定器,组成各种类型的下部钻具组合,可以满足钻直井时放置井斜的要求,钻定向井时可起到控制井眼轨迹的作用。此外,稳定器的使用还需要加快合金钻头做工作的稳定可靠性,从而延长使用寿命,这对金刚石钻头尤为重要。

  不稳性器的四种基本性多种类型:基础不稳性器、不拖动生橡胶套不稳性器和滑动不稳性器。

  • 刚需相对稳定可靠器涵盖锥齿轮减速机、直棱2种,均可做成长发育型或短型,以适用各样的地层和艺耍求,它是运行最大范围的相对稳定可靠器。

  • 不摆动胶套动态平衡器的主要优缺是没有摧毁井壁、选用的安全防护,但它不提供修整井壁的工作能力。加进受掘进体温的要求,选用的保修期低,所以说应用范畴极小。

  • 压轮相对稳定器(也称牙轮铰孔器)的其常见特征是有不弱的修整井壁的功能,可始终维持井眼游戏规则,其常见主要用于考虑性的地层。

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△扶正器的基本类型


   此外,在下部钻具组合中常装有阻尼器,代替代谢矿井下钻具的横纵向震荡和受压震荡。在深井、海上钻井、尤其是定向钻井中,时常在下部组合中安放随钻震击器,便于因此下方搭配或水钻头被卡,既能调控震击器,按照往右或向右的震击效用解卡。在下部组合或钻杆柱中还可装置随钻测量(MWD)工具,钻柱测试工具和打捞篮、扩眼器等特殊工具进行随钻测量、地层测试、打捞、扩眼等特殊作业。