钻井管材及其工具幻灯片

1、1钻井管材及其工具二零零七年十一月2一、概述v1、钻井管材：泛指钻具与套管v钻具：指钻井用的下井工具，统称为钻具v套管：为顺利钻井，封隔裸眼，满足采油要求的专用管材v2、工具：种类繁多，大体上分为：v井口工具、井下工具、打捞工具、特殊工具3钻杆、管材及工具的图介4钻杆、管材及工具的图介5钻杆、管材及工具的图介6钻杆、管材及工具的图介7钻杆、管材及工具的图介8钻杆、管材及工具的图介9钻杆、管材及工具的图介10钻杆、管材及工具的图介11钻杆、管材及工具的图介12钻杆、管材及工具的图介13钻杆、管材及工具的图介14钻杆、管材及工具的图介15钻杆、管材及工具的图介16钻杆、管材及工具的图介17v一、钻

2、具的组成：v 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18v二、基本钻柱钻杆加重钻杆钻铤转换接头稳定器方钻杆钻头19v1、直井：方钻杆+保护接头+钻杆+配合接 头+钻铤+稳定器+钻头v2、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v3、打捞：形式很多，是根据不同的井下情况而定的v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）20（一）、方钻杆21v1、功用：传递扭矩，承受钻柱重量。v2、结构：由驱动部分和上、下接头组成。v 上部母扣为反扣，下部公扣为正v 扣，水眼为圆形。v3、种

3、类：分四方和六方两种。v4、代号：fzgs、fzglv （四方）（六方）v5、规范：（api-spec-7的标准），国产v 的与此相同。22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3 “11.2812.088.9115.10196.89mm6 5/8“reg（4 ”reg） 120.65mmnc38(3 ”if)4 ”11.2812.0108141.30同上 158.00mmnc46(4”if)162mmnc50(4 ”if)5 “11.2812.0133.35175.406 5/8“reg5 ”fh(nc50)六方3 “11.2812.088.91

4、00.806 5/8“reg（4 ”reg）nc31(2 7/8”if)4 ”11.2812.0124.30122.246 5/8“reg（4 ”reg）nc38(3 ”if)5 “11.2812.0133.75151.606 5/8“reg158.8mmnc46(4”if)162mmnc50(4 ”if)6”11.2812.0152.40173.046 5/8“reg7”,5 ”fh(nc56)23v6.方钻杆强度数据尺寸抗拉t抗扭nm抗内压mpa公扣端驱动部分3 “四方32030800393001533 “六方22018150427001754 ”四方46053350681001344 ”

5、六方32030800770001725 “四方715990001370001425 “六方512633501380001426”六方6508990020400012524v7、可选方钻杆：v 有效长度15.54m，全长16.40m，用于v 12m的钻杆v8、方钻杆的包装及吊运：v 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。2526v方钻杆复习题：v、方钻杆的作用是什么？v、常用的方钻杆有哪几种？v、常用的方钻杆的标准长度是多少？有效长度是多少？v、方钻杆的上端螺纹右旋还是左旋？27v（二）、钻杆28v1、结构：是由管体和接头组成。v2、分类：v、按机械性

6、能分：普通钻杆和特种钻杆v、按结构分：直台肩钻杆、斜台肩钻杆v 和加重钻杆v、按加厚形式分：内加厚钻杆、外加厚v 钻杆和内外加厚钻杆2930v、按扣型分：正扣钻杆和反扣钻杆v、按钢级分：e级、x级、g级、s级v3、功用：加深井眼，传送扭矩，输送钻井v 液。v4、规范：钻杆的种类很多，下面主要介绍v 三种尺寸、四种钢级的钻杆315”钻杆：(127mm)(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（4 ”if）29x95161.988.99.1929g10516582.69.192932.65

7、s135168.369.99.192933.66323 1/2”钻杆：(88.9mm)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（3 ”if）19.84x95127659.3519.84g10512761.99.3519.8421.58s135127549.3519.8421.58332 7/8”钻杆：(73mm)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（2 7/8”if）15.51x95104.850.89.1915.51g1051

8、04.850.89.1915.5116.32s135111.141.39.1915.5116.9534v5、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mpa2 7/8”=9.19951141201141331591702053 1/2”=9.35121951531211691332171715”=9.1917665223832469231711835v6、钻杆扣型及加厚代号v、扣型：内平（if） 用于外加厚和内外v 加厚v 贯眼（fh） 用于内加厚和内外v 加厚v 正规（reg）用于内加厚v 数字扣：vnc2

9、6(2 3/8”if) nc31(2 7/8”if)vnc38(3 ”if) nc40(4”if)vnc46(4”if) nc50(4 ”if)36v、加厚代号v内加厚： iu 4”、4 ”钻杆v外加厚： eu 2 7/8”、3 1/2”、4 1/2”钻杆v内外加厚：ieu 4 ”、5”钻杆v7、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37v8、思考题v、常用钻杆有几种钢级？v、表示扣型有哪几种形式？v、型号为：v2 7/8”钻杆 壁厚为9.19mm，钢级为g级；v3 1/2”钻杆 壁厚为9.35mm，钢级为g级；v5”钻杆 壁厚为9.19mm，钢

10、级为g级；v这三种的公称重量和连接重量各是多少？38v（三）、加重钻杆v1、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。v2、结构：由两端接头、管体、中间加厚带组成39v3、分类：v按结构分： v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40v4、尺寸规格尺寸内径长度扣型单根重量5 ”92mm（3 5/8”）9.3m5 1/2”fh（接头外径7”)730kg5”76.2mm（3”）9.3mnc50(接头外径6 ”）700kg4 ”71.4mm（2 13/16”）9.3mnc46(接头外径6 1/6”）585k

11、g3 “52.4mm（2 1/16”）9.3mnc38（接头外径4 3/4”）370kg41v5、思考题v5”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？42v（四）、特种钻杆v1、铝合金钻杆v重量轻、韧性大、弹性好、摩阻小、抗疲劳、寿命长。v2、抗硫钻杆v防硫化氢的钻杆。国内很少生产，很少使用。43v（五）、钻铤普通钻铤螺旋钻铤无磁钻铤44v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。v1、分类：v圆钻铤（zt）、 螺旋钻铤（lt）、 无磁钻铤（wt）、 方钻铤（ft）、v偏心钻铤（pt）v2、规格与基本参数：（sy/t5144-1997

12、等同于api）45规格内径mm长度m扣型公称重量kg/m3 ”38.19.15nc26404 ”50.89.15(或9.45)nc3574.56”57.29.15(或9.45)nc441236 ”71.49.15(或9.45)nc46111.86 ”71.49.15(或9.45)nc461357”71.49.15(或9.45)nc50163.98”71.49.15(或9.45)nc56(6 5/8”reg)223.59”71.49.15(或9.45)nc61(7 5/8”reg)290.69 ”76.29.15(或9.45)7 5/8”reg321.810”76.29.15(或9.45)nc7

13、036211”76.29.15(或9.45)8 5/8”reg44546v3、无磁钻铤v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）v、蒙耐尔钢无磁钻铤v 含铜30%，含镍13%v、铬-镍钢无磁钻铤v 含铬18%，含镍13%v、以铬和锰为基础的奥氏体钢无磁钻铤v 含锰18%，制造方法是半热锻形变强化法v 缺点：对盐水腐蚀敏感47v、铍铜合金钢无磁钻铤（抗硫的）v 尺寸和规格系数同于普通钻铤v 执行的标准sy/t5144-1997与api同等无磁钻铤48v（六）、稳定器v1、概述v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

14、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）。49整体螺旋稳定器50上下心轴可换套稳定器51滚轮稳定器及滚轮类型52滚轮稳定器滚轮稳定器(3d-1)滚轮稳定器滚轮稳定器(3d-2)53滚轮稳定器滚轮稳定器(3d-3)滚轮稳定器滚轮稳定器(3d-4)54六点式滚轮稳定器六点式滚轮稳定器(3d-5 )滚轮稳定器滚轮稳定器(3d-6)-滚轮滚轮55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。56v2、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

15、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/mm660.47 5/8“reg22871.42000370600660.4444.57 5/8“reg22871.42000370600444.54327 5/8“reg22871.42000370600444.53466 5/8“reg20371.42000370600311.153116 5/8“reg20371.42000370600311.153086 5/8“reg20371.42000370600244.47557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/

16、mm适用井眼/mm244nc5017871.42000370600244.475nc506 5/8“reg(双母)178 203(双母)241nc5017871.42000370 600244.475nc506 5/8“reg(双母)178 203(双母)238nc5017871.42000370600244.475nc506 5/8“reg(双母)178 203(双母)58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/mm215nc4615971.42000370600215.9nc464 1/2“reg(双母)214nc5

17、017871.42000370 600215.9nc504 1/2“reg(双母)152nc38121572000370600152.4nc383 1/2“reg(双母)59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/mm118nc31105501200370600120.65nc312 7/8“reg(双母)3、思考题、311的mm的稳定器，用于哪种尺寸的井眼？连接扣型是什么？、214mm的近钻头稳定器，本体接头外径178mm，其两端扣型是什么？60v（六）、常用钻头配合接头转换接头（3d-1）转换接头（3d-2）61浮阀

18、接头（浮阀接头（3d-1）浮阀接头浮阀接头 （3d-2）62双母双公公母大小头的公母四种形式的配置接头63v1、作用：连接钻柱v2、规格：见下页v3、思考题v、5”钻杆接头扣型为4 ”if，8”钻铤扣型为6 5/8”reg，中间的配合接头的扣型如何表示？v、数字扣和内平扣的螺纹是每寸几扣？v、4 ”内平、贯眼、正规扣什么表示方法？64v 65v 66第二节、套管v一、概述v1、用途：封隔裸眼。v2、分类：v v 、 按用途分：a、导管套管b、表层套管c、技术套管d、油层（尾管）套管67石油专用套管68套管6970常用的井身结构导管：封固地表，形成 井口；表层：封固上部软地层 （在东营地区平 原

19、组100-400m）技术：封固复杂地层。 （漏、盐水、缩 径、垮陷、盐 膏层等）油层（尾管）：封固油 层。71v、按结构分：v、按螺纹分：a、无缝套管b、有缝套管c、有接箍套管d、无接箍套管a、长圆套管b、短圆套管c、偏梯套管d、直连型套管72v、按钢级分（api标准，有17个钢级，只v 列其中的12个）：va：h-40、j55、c-75、x-52、v-55、l-80v (适用于酸性条件)vb：n80、p-110、t-95、q-125v (不适用于酸性条件)v、按尺寸分：从4 ”20”，共15个规格。v 执行的标准是api spec 5ct(1995)。73v3、各种螺纹代号形式：v、短圆螺纹

20、：csg.v、长圆螺纹：lcsg.v、偏梯形螺纹：vcsg.v、直连型螺纹：xcsg74757677v二、套管技术规范及参数v 由于种类繁多，不能一一介绍，仅举例提供参考，以便以此查阅工具书。v1、举例:v钢级 套管外径 壁厚 内径 通径 接箍外径 接箍长度 螺纹形式 抗拉 重量vn80 5 ”(139.7) 9.17 121.36 118.19 153.67 短：171.45 长、短圆 2073kn 20kg/mv 长：203.2v2、套管的检验：v 、通内径：通径规直径v5”8 5/8”的套管，通径规的直径比套管内径小3.17mmv9 5/8”13 3/8”的套管，通径规的直径比套管内径小

21、3.96mmv16”20”的套管，通径规的直径比套管内径小4.78mm 78通径规79v、接箍检验：va、接箍外径公差不超过3.18mmvb、镗孔直径公差为v、螺纹检验：va、外观手摸光滑无毛刺、无断扣；vb、丝扣尺测量吻合；vc、扣规全扣到位。v、管体检验：va、公扣端无偏心；vb、内径、外径、壁厚差允许12.5%；vc、无明显凹痕和裂纹；vd、测量长度。+0.79mm-0.00mm80v3、思考题：v、长圆螺纹和偏梯型螺纹的代号形式是什么？v、一种钢级为n80壁厚为9.17mm的5 ”套管，其接箍的外径是多少？通径规的直径是多少？每米重量是多少？v、套管最基本的检验有哪些内容？81第三节、

22、井口工具v一、概述v 满足钻井作业在井口操作的专用工具，统称井口工具。俗称“三吊一卡”，即：吊环、吊卡、吊钳、卡瓦。v(一)、分类：、吊环v （上端挂在大钩两侧的耳环内，下部挂吊卡）。双臂吊环单臂吊环82单臂吊环双臂吊环83单臂式吊环吊环84v、吊卡：v按结构形式分： 按用途分：侧开式吊卡双开吊卡闭锁环式吊卡气动吊卡钻杆吊卡套管吊卡油管吊卡抽油杆吊卡8586878889v、吊钳：全机械手动吊钳（b型、套管吊钳、油管吊钳等）液压吊钳，也称作动力钳（钻杆、套管、油管均有）气动吊钳909192液压大钳93吊钳94v、卡瓦v按定义分： 按原理分：v按结构分： 按用途分：片式卡瓦安全卡瓦机械卡瓦气动卡瓦

23、（套管用）三片式四片式多片式钻杆卡瓦钻铤卡瓦套管卡瓦9596979899100101102103v（二）、型号表示方法v1、吊环： d(s) h xxxxv如：dh4500 代表最大负荷为4500kn(450t)v 的单臂吊环v sh1350 代表最大负荷为1350kn(135t)v 的双臂吊环最大负荷，kn“环”汉语拼音第一个字母d表示单臂，s表示双臂104v2、吊卡：v d最大载荷：kn孔径（大小孔为下孔上孔）mm结构特征代号：z为锥形台肩，平式省略名称代号：d表示吊卡型式代号：c为侧开式；d为对开式；b为闭锁环式105v如：v、cd131134/1350v指侧开式平台肩吊卡，下孔径131

24、mm，上孔径134mm，最大载荷1350kn(135t)。v、cdz133/2500v指侧开式锥形台肩吊卡，孔径133mm，最大载荷2500kn。v、ddz133/4500v指对开式锥形台肩吊卡，孔径133mm，最大载荷4500kn。106v3、吊钳v、b型吊钳：v q v如：q8632475v表示为多扣合钳，扣合范围86324mmv（3 3/8”12 ”），最大载荷为75knm最大扭矩：knm适用直径：即扣合范围。多扣合钳以扣合管径范围表示，单扣合钳以扣合管径表示。吊钳的代号107v、液压大钳：(也叫动力钳)v q v 如：a： zq203-125v 这是适用于最大长为8”钻铤，扭距为125knm的钻杆液压大钳。v b：tq340-50v 这是适用于最大管径为13 3/8”，扭矩为50knm的套管液压大钳。扣合范围(是换腭板来实现的钳z为钻杆钳，t为套管钳。108v4、卡瓦v、钻杆卡瓦：按卡瓦牙与钻杆的接触长度分为：va：短型(sds)，如：sds 31/2”(用于浅井)v 是短型的3 ”的卡瓦vb：长型(sdml)，如：sdml5”(用于中井深)v 是长型的5”卡瓦vc、加长型(sdxl)，如：sdxl5”(用于深井)v 是加长型的5”卡瓦109v、钻铤卡瓦：va、w型(三片式卡瓦)v 如：w5-7/100 是适用于外