文档介绍：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?
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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
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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。
6、冷却钻头
第二章钻柱
§2-1 钻柱的作用与组成
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(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
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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
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(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
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3、规范:
(1)壁厚:9 ~ 11mm
(2)外径:,(3½),,
114、(4½),(5英寸),
(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。
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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
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5、钻杆的通称尺寸:指钻杆本体外径
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
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(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
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