大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cnDrilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 钻具现场使用与管理管子工具服务公司魏立明大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 主要内容F一、前言 二、钻具基础知识 三、大港油田近几年钻具失效情况 四、钻具现场使用 五、钻具现场管理大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 前 言在钻井生产中，钻具是连通地面与地 下的枢纽，是钻井过程中不可缺少的组 成部分。钻具的状态和使用状况将对钻 井施工带来直接的影响。由于对钻具认识不够、使用不当，一 旦发生钻具刺漏、钻具埋井等事故，不 但造成大量的资源浪费，而且会给井队 造成无法预知的损失。大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 工程公司每年都需要投入4-5千万左 右的巨额资金购置一定数量的钻具，才 能满足正常的钻具使用需要。在这种情况下，工程公司还是存在钻 具性能普遍较低、数量严重不足、周转 紧张、现场技术管理问题等，影响了井 队的正常生产。前 言大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 因此，本次讲课的目的是：一是让各位技术人员对钻具使用和现场管理有一 个更详实的认识，指导正确合理使用钻具，尽可能 减少钻具现场失效问题，保证钻井生产正常进行；二是提请各位技术人员要爱惜工程公司的钻具资 源。钻具是属于工程公司的，任何人都应当爱惜公 司的资产。下面，受工程公司的委托，做简要的介绍，供 现场使用人员参考，不当之处，请予以批评指正！前 言大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 一、前言 F二、钻具基础知识 三、大港油田近几年钻具失效情况 四、钻具现场使用 五、钻具现场管理大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 钻具基础知识钻具生产工艺流程图大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 一、钻柱的组成与功用 （一）钻柱的组成 钻柱(Drilling String)是钻头以上，水龙头 以下部分的钢管柱的总称.它包括方钻杆(Square Kelly)、钻杆(Drill Pipe)、钻铤(Drill Collar)、 各种接头 (Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD （二）钻柱的功用 (1)提供钻井液流动通道； (2)给钻头提供钻压； (3)传递扭矩； (4)起下钻头； (5)计量井深； (6)观察和了解井下情况（钻头工作情况、井眼状 况、地层情况）； (7)进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞等） ； (8)钻杆测试 ( Drill-Stem Testing),又称中途测 试。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 1. 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：壁厚：9 11mm，一般是9.19mm。外径：根据各种钻杆情况而定，如常用的127， 140等。长度：一般在9.5m左右。 钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 常用钻杆规范（内径、外径、壁厚、线密度等） 钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD （2）接头及螺纹螺纹连接条件：尺寸相等，丝扣类型相同，公 母螺纹相匹配。钻杆接头特点：壁厚较大，外径较大，强度较 高。钻杆接头类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）； NC系列钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD l内平式：主要用于外加厚钻杆。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。l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。l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。这 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。 钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD lNC型系列接头NC23，NC26，NC31，NC35，NC38，NC40， NC44，NC46，NC50，NC56，NC61，NC70， NC77等。NCNational Coarse Thread，（美国）国家标准粗 牙螺纹。xx表示基面丝扣节圆直径，用英寸表示的前两位数 字乘以10。如：NC26表示的节圆直径为2.668英寸。NC螺纹也为V型螺纹, 表2-17所列的几种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。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 数字型接头与旧API接头的区别钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 2、钻铤 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，刚度 大。主要作用：(1)给钻头施加钻压;(2)保证压缩应力条件下的必要强度;(3)减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻 头工作平稳；(4)控制井斜。类 型：光钻铤、螺旋钻铤、扁钻铤。常用尺寸：6-1/4，7 ，8 ，9 。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 3.方钻杆类 型：四方形、六方形特 点：壁厚较大，强度较高主要作用：传递扭矩和承受钻柱的全 部重量。常用尺寸：89mm(3.5英寸)，108mm (4.5英寸)，133.4mm (5.5英寸)。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 4.稳定器 类型：刚性稳定器、不转动橡胶套稳 定器、滚轮稳定器。 作用：1）防斜；2）控制井眼轨迹。 钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 二、钻柱的工作状态及受力分析（一）钻柱的工作状态 1. 起下钻工况下直井：直的拉伸、滑动。斜井：随井眼倾斜和弯曲，滑动。 2. 正常钻进工况下上部受拉伸，下部受压弯曲；在扭 矩作用下旋转运动。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 3. 钻柱的旋转运动形式（1）自转 钻柱象一根柔性轴，围绕自 身轴线旋转。 均匀磨损，易发生疲劳破坏 。（2）公转 钻柱象一个刚体，围绕着井 眼轴线旋转并沿着井壁滑动。 产生偏磨。（3）公转与自转的结合弯曲钻柱围绕井眼轴线旋转，同 时围绕自身轴线运动。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD （4）纵向振动 钻头振动引起，产生交变应 力。 （5）扭转振动 由井底对钻头旋转阻力的变 化引起，产生交变扭剪应力. （6）横向摆振 达到某一临界转速，可能产 生无规则摆动， 产生交变弯曲应力。一般认为，弯曲钻柱旋转的主要形式是 自转，但也可能产生公转或两种运动形式的 结合。由于在转动过程中受到阻力的作用， 钻具的转动是不平稳的。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 三、钻柱的受力分析 1. 概述 （1） 自重产生的拉力 （2） 钻压产生的压力 （3） 钻井液的浮力 （4） 摩擦阻力 （5） 循环压降产生的附加拉力 （7） 起下钻时产生的动载荷钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD （8） 扭矩 （9） 弯曲应力 （10）离心力 （11）外挤力 （12）振动产生的交变应力。钻具基础知识大港油田集团钻井工程公司 http:/www.ddec.com.cn Drilling Engineering Company Of DaGang Oilfield Group CO.,LTD 2、钻柱受力最严重的部位： 1）井口断面： 拉力最大，扭