钻井管材及其工具

钻井管材及其工具二零零七年十一月一、概述1、钻井管材：泛指钻具与套管钻具：指钻井用的下井工具，统称为钻具套管：为顺利钻井，封隔裸眼，满足采油要求的专用管材2、工具：种类繁多，大体上分为：井口工具、井下工具、打捞工具、特殊工具钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介钻杆、管材及工具的图介一、钻具的组成：钻具主要有方钻杆、钻杆、钻铤、稳定器、配合接头等基本的钻柱部分第一节、钻具二、基本钻柱钻杆加重钻杆转换接头稳定器方钻杆钻头1、直井：方钻杆+保护接头+钻杆+配合接头+钻铤+稳定器+钻头2、斜井：方钻杆+保护接头+钻杆+配合接头+加重钻杆+钻铤+稳定器+动力钻具+钻头3、打捞：形式很多，是根据不同的井下情况而定的常用打捞：方钻杆+钻杆+安全接头+打捞工具（捞筒、捞矛、对扣接头、公母锥、捞篮、磨铣工具等）（一）、方钻杆1、功用：传递扭矩，承受钻柱重量。2、结构：由驱动部分和上、下接头组成。上部母扣为反扣，下部公扣为正扣，水眼为圆形。3、种类：分四方和六方两种。4、代号：FZGS、FZGL（四方）（六方）5、规范：（API-SPEC-7的标准），国产的与此相同。尺寸有效长度m全长m对边宽mm对角宽mm上部接头外径及螺纹下部接头外径及螺纹备注四方3½“11.2812.088.9115.10196.89mm65/8“REG（4½”REG）Φ120.65mmNC38(3½”IF)4¼”11.2812.0108141.30同上Φ158.00mmNC46(4”IF)Φ162mmNC50(4½”IF)5¼“11.2812.0133.35175.4065/8“REG5½”FH(NC50)六方3½“11.2812.088.9100.8065/8“REG（4½”REG）NC31(27/8”IF)4¼”11.2812.0124.30122.2465/8“REG（4½”REG）NC38(3½”IF)5¼“11.2812.0133.75151.6065/8“REGΦ158.8mmNC46(4”IF)Φ162mmNC50(4½”IF)6”11.2812.0152.40173.0465/8“REG7”,5½”FH(NC56)6.方钻杆强度数据尺寸抗拉T抗扭N·m抗内压MPa公扣端驱动部分3½“四方32030800393001533½“六方22018150427001754¼”四方46053350681001344¼”六方32030800770001725¼“四方715990001370001425¼“六方512633501380001426”六方650899002040001257、可选方钻杆：有效长度15.54m，全长16.40m，用于12m的钻杆8、方钻杆的包装及吊运：方钻杆是装在管子里的，以防弯曲，不可裸装。装运起吊时，要在合适的位置，不能吊两端。方钻杆复习题：①、方钻杆的作用是什么？②、常用的方钻杆有哪几种？③、常用的方钻杆的标准长度是多少？有效长度是多少？④、方钻杆的上端螺纹右旋还是左旋？（二）、钻杆1、结构：是由管体和接头组成。2、分类：①、按机械性能分：普通钻杆和特种钻杆②、按结构分：直台肩钻杆、斜台肩钻杆和加重钻杆③、按加厚形式分：内加厚钻杆、外加厚钻杆和内外加厚钻杆④、按扣型分：正扣钻杆和反扣钻杆⑤、按钢级分：E级、X级、G级、S级3、功用：加深井眼，传送扭矩，输送钻井液。4、规范：钻杆的种类很多，下面主要介绍三种尺寸、四种钢级的钻杆5”钻杆：(Φ127mm)(常用钻杆长度为9.5mm)钢级接头外径mm接头内径mm管体壁厚mm扣型管体公称重量kg/m理论连接重量kg/mE75161.995.39.19NC5（4½”IF）29X95161.988.99.1929G10516582.69.192932.65S135168.369.99.192933.6631/2”钻杆：(Φ88.9mm)钢级接头外径mm接头内径mm管体壁厚mm扣型管体理论重量kg/m理论连接重量kg/mE75120.168.39.35NC38（3½”IF）19.84X95127659.3519.84G10512761.99.3519.8421.58S135127549.3519.8421.5827/8”钻杆：(Φ73mm)钢级接头外径mm接头内径mm管体壁厚mm扣型管体公称重量kg/m理论连接重量kg/mE75104.8549.19NC31（27/8”IF）15.51X95104.850.89.1915.51G105104.850.89.1915.5116.32S135111.141.39.1915.5116.955、三种钻杆的强度数据钢级EXGS最小抗拉T最小抗内压MPa最小抗拉T最小抗内压MPa最小抗拉T最小抗内压MPa最小抗拉T最小抗内压MPa27/8”σ=9.199511412011413315917020531/2”σ=9.35121951531211691332171715”σ=9.191766522383246923171186、钻杆扣型及加厚代号①、扣型：内平（IF）用于外加厚和内外加厚贯眼（FH）用于内加厚和内外加厚正规（REG）用于内加厚数字扣：NC26(23/8”IF)NC31(27/8”IF)NC38(3½”IF)NC40(4”IF)NC46(4”IF)NC50(4½”IF)②、加厚代号内加厚：IU4”、4½”钻杆外加厚：EU27/8”、31/2”、41/2”钻杆内外加厚：IEU4½”、5”钻杆7、API钻杆代号（打在公接头根部）钻杆钢级代号制造厂代号接头对焊年份接头对焊月份公司商标8、思考题①、常用钻杆有几种钢级？②、表示扣型有哪几种形式？③、型号为：27/8”钻杆壁厚为9.19mm，钢级为G级；31/2”钻杆壁厚为9.35mm，钢级为G级；5”钻杆壁厚为9.19mm，钢级为G级；这三种的公称重量和连接重量各是多少？（三）、加重钻杆1、特点：重量中等、柔性好、减少摩阻、降低扭矩和重量、减少疲劳、操作方便、利于安全。用于斜井，加在钻杆和钻铤之间。2、结构：由两端接头、管体、中间加厚带组成3、分类：按结构分：按材质分：90°直台肩加重钻杆18°斜台肩普通加重钻杆无磁加重钻杆4、尺寸规格尺寸内径长度扣型单根重量5½”92mm（35/8”）9.3m51/2”FH（接头外径7”)730kg5”76.2mm（3”）9.3mNC50(接头外径6½”）700kg4½”71.4mm（213/16”）9.3mNC46(接头外径61/6”）585kg3½“52.4mm（21/16”）9.3mNC38（接头外径43/4”）370kg5、思考题5”18°斜台肩加重钻杆的接头外径是多少？是何种扣型？单根重量是多少？（四）、特种钻杆1、铝合金钻杆重量轻、韧性大、弹性好、摩阻小、抗疲劳、寿命长。2、抗硫钻杆防硫化氢的钻杆。国内很少生产，很少使用。（五）、钻铤普通钻铤螺旋钻铤无磁钻铤采用合金钢制造，一般用棒料或空心棒料镗孔制成。重量大，刚性强，用在钻柱下面。1、分类：圆钻铤（ZT）、螺旋钻铤（LT）、无磁钻铤（WT）、方钻铤（FT）、偏心钻铤（PT）2、规格与基本参数：（SY/T5144-1997等同于API）规格内径mm长度m扣型公称重量kg/m3½”38.19.15NC26404¾”50.89.15(或9.45)NC3574.56”57.29.15(或9.45)NC441236¼”71.49.15(或9.45)NC46111.86½”71.49.15(或9.45)NC461357”71.49.15(或9.45)NC50163.98”71.49.15(或9.45)NC56(65/8”REG)223.59”71.49.15(或9.45)NC61(75/8”REG)290.69½”76.29.15(或9.45)75/8”REG321.810”76.29.15(或9.45)NC7036211”76.29.15(或9.45)85/8”REG4453、无磁钻铤打斜井测斜用的。是一种导磁很低的不锈合金钢制成的。有以下几种无磁钻铤（以材质分类）①、蒙耐尔钢无磁钻铤含铜30%，含镍13%②、铬-镍钢无磁钻铤含铬18%，含镍13%③、以铬和锰为基础的奥氏体钢无磁钻铤含锰18%，制造方法是半热锻形变强化法缺点：对盐水腐蚀敏感④、铍铜合金钢无磁钻铤（抗硫的）尺寸和规格系数同于普通钻铤执行的标准SY/T5144-1997与API同等无磁钻铤（六）、稳定器1、概述稳定器俗称扶正器，是安装在钻铤下部，防井斜，控制方位用的。接在钻头上的稳定器叫近钻头稳定器。目前常用的是螺旋稳定器（有整体式和可换式两种）。整体螺旋稳定器上下心轴可换套稳定器滚轮稳定器及滚轮类型滚轮稳定器(3D-1)滚轮稳定器(3D-2)滚轮稳定器(3D-3)滚轮稳定器(3D-4)六点式滚轮稳定器(3D-5)滚轮稳定器(3D-6)---滚轮取心工具用稳定器它与前面介绍各种稳定器的区别首先在于它是薄壁管件，不能铆镶硬质合金柱，只能铺焊硬质合金块；同时，又必需承受很大的拉力，两端连接采用特种加强扣形螺纹。2、整体式螺旋稳定器规格稳定器外径/mm螺纹类型本体接头外径/mm接头内径/mm接头长度/mm螺旋带数量螺旋升角螺旋带长度/mm适用井眼/mm660.475/8“REG22871.42000370°600660.4444.575/8“REG22871.42000370°600444.543275/8“REG22871.42000370°600444.534665/8“REG20371.42000370°600311.1531165/8“REG20371.42000370°600311.1530865/8“REG20371.42000370°600244.475稳定器外径/mm螺纹类型本体接头外径/mm接头内径/mm接头长度/mm螺旋带数量螺旋升角螺旋带长度/mm适用井眼/mm244NC5017871.42000370°600244.475NC50×65/8“REG(双母)178×203(双母)241NC5017871.42000370°600244.475NC50×65/8“REG(双母)178×203(双母)238NC5017871.42000370°600244.475NC50×65/8“REG(双母)178×203(双母)稳定器外径/mm螺纹类型本体接头外径/mm接头内径/mm接头长度/mm螺旋带数量螺旋升角螺旋带长度/mm适用井眼/mm215NC4615971.42000370°600215.9NC46×41/2“REG(双母)214NC5017871.42000370°600215.9NC50×41/2“REG(双母)152NC38121572000370°600152.4NC38×31/2“REG(双母)稳定器外径/mm螺纹类型本体接头外径/mm接头内径/mm接头长度/mm螺旋带数量螺旋升角螺旋带长度/mm适用井眼/mm118NC31105501200370°600120.65NC31×27/8“REG(双母)3、思考题①、Φ311的mm的稳定器，用于哪种尺寸的井眼？连接扣型是什么？②、Φ214mm的近钻头稳定器，本体接头外径Φ178mm，其两端扣型是什么？（六）、常用钻头配合接头转换接头（3D-1）转换接头（3D-2）浮阀接头（3D-1）浮阀接头（3D-2）双母双公公—母大小头的公—母四种形式的配置接头1、作用：连接钻柱2、规格：见下页3、思考题①、5”钻杆接头扣型为4