鉆具的識(shí)別、組成及組合.ppt

第1頁 鉆井工培訓(xùn) 天津石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐建功2013年7月 石油鉆井基本知識(shí) 第2頁 主要內(nèi)容 第一節(jié)鉆具的基本組成第二節(jié)鉆頭第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第3頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 一 鉆柱的組成鉆柱 DrillingString 是鉆頭以上 水龍頭以下部分的鋼管柱的總稱 它包括方鉆桿 SquareKelly 鉆桿 DrillPipe 鉆挺 DrillCollar 各種接頭 Joint 及穩(wěn)定器 Stabilizer 等井下工具 第4頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 二 鉆柱的作用 1 提供鉆井液流動(dòng)通道 2 給鉆頭提供鉆壓 3 傳遞扭距 4 起下鉆頭 5 計(jì)量井深 6 觀察和了解井下情況 鉆頭工作情況 井眼狀況 地層情況 7 進(jìn)行其它特殊作業(yè) 取芯 擠水泥 打撈等 8 鉆桿測試 Drill StemTesting 又稱中途測試 第5頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 1 方鉆桿 頂部驅(qū)動(dòng)無方鉆桿 1 方鉆桿的結(jié)構(gòu)及功用方鉆桿位于鉆桿最上端 上接水龍頭 下接鉆桿 方鉆桿斷面為正方形或六方形 上端為反扣 下端為正扣 長度比鉆桿長2 3米 13 14 5 米 類型 四方形 六方形特點(diǎn) 壁厚較大 強(qiáng)度較高主要作用 傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量 第6頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 技術(shù)規(guī)范 兩端保護(hù)接頭公稱尺寸 方邊邊寬常用尺寸 89mm 3 5英寸 108mm 4 5英寸 133 4mm 5 5英寸 第7頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 鉆桿鉆柱基本組成部分 無縫鋼管制成 單根長9米左右 三單根組成一立柱 1 作用 加深井眼 傳遞扭矩和輸送鉆井液 延長鉆柱 測量井深 2 結(jié)構(gòu) 管體 接頭 第8頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 鉆桿 3 公稱尺寸 鉆桿本體外徑 兩端錐形扣 右螺紋 常用的加厚形式有內(nèi)加厚 a 外加厚 b 內(nèi)外加厚 c 三種 a b c 第9頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 規(guī)范 壁厚 9 11mm外徑 長度 根據(jù)美國石油學(xué)會(huì) AmericanPetroleumInstitute 簡稱API 的規(guī)定 鉆桿按長度分為三類 第一類5 486 6 706米 18 22英尺 第二類8 230 9 144米 27 30英尺 第三類11 582 13 716米 38 45英尺 常用鉆桿規(guī)范 內(nèi)徑 外徑 壁厚 線密度等 見表2 12 第10頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 目前規(guī)范尺寸有27 8 31 2 41 2 5 51 2 65 8 長度一般7 1 m 采用高強(qiáng)度鋼 如API鉆桿的鋼級(jí)有 D E 95 X 105 G 135 S 第11頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 5 鋼級(jí)與強(qiáng)度 五種鋼級(jí) 第12頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 鉆鋌結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 高級(jí)合金鋼制成 壁厚大 38 53毫米 單位長度重量大 剛度大 管體兩端直接車制絲扣 兩端絲扣根部都有應(yīng)力減輕槽 防疲勞斷裂 無專門接頭 主要作用 1 給鉆頭施加鉆壓 傳遞扭矩 輸送鉆井液 2 保證壓縮應(yīng)力條件下的必要強(qiáng)度 3 減輕鉆頭的振動(dòng) 擺動(dòng)和跳動(dòng)等 使鉆頭工作平穩(wěn) 4 控制井斜 類型 光鉆鋌 螺旋鉆鋌 扁鉆鋌 常用尺寸 6 1 4 7 8 9 第13頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 接頭及絲扣 1 作用1 鉆桿接頭 鉆桿的組成部分作用 用于連接鉆桿 便于上卸扣 鉆桿接頭直徑大于鉆桿本體直徑 通常用于懸吊鉆柱 2 配合接頭作用 連接不同尺寸 不同扣型鉆具 3 保護(hù)接頭作用 對(duì)鉆具起保護(hù)作用 方鉆桿兩端的接頭 4 特殊接頭 彎接頭 大小接頭 作用 定向井造斜用 連接不同尺寸管子 第14頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 絲扣連接條件 尺寸相等 絲扣類型相同 公母扣相匹配 3 絲扣連接條件 壁厚較大 外徑較大 強(qiáng)度較高 4 鉆桿接頭類型 內(nèi)平 IF 貫眼 FH 正規(guī) REG NC系列 第15頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 內(nèi)平式 主要用于外加厚鉆桿 其特點(diǎn)是鉆桿通體 鉆桿內(nèi)徑 管體加厚處內(nèi)徑與接頭內(nèi)徑 內(nèi)徑相同 鉆井液流動(dòng)阻力小 但外徑較大 容易磨損 外螺紋接頭 公接頭 內(nèi)螺紋接頭 母接頭 第16頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 貫眼式 主要用于內(nèi)加厚鉆桿 其特點(diǎn)是鉆桿有兩個(gè)內(nèi)徑 鉆井液流動(dòng)阻力大于內(nèi)平式 但其外徑小于內(nèi)平式 第17頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 正規(guī)式 主要用于內(nèi)加厚鉆桿及鉆頭 打撈工具 其特點(diǎn)是接頭內(nèi)徑 加厚處內(nèi)徑 管體內(nèi)徑 鉆井液流動(dòng)阻力大 但外徑最小 強(qiáng)度較大 三種類型接頭均采用V型螺紋 但扣型 扣距 錐度及尺寸等都有很大的差別 外螺紋接頭 公接頭 內(nèi)螺紋接頭 母接頭 第18頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 NC型系列接頭NC23 NC26 NC31 NC35 NC38 NC40 NC44 NC46 NC50 NC56 NC61 NC70 NC77NC NationalCoarseThread 美國 國家標(biāo)準(zhǔn)粗牙螺紋 xx 表示基面絲扣節(jié)圓直徑 用英寸表示的前兩位數(shù)字乘以10 如 NC26表示的節(jié)圓直徑為2 668英寸 第19頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 5 接頭類型的識(shí)別 標(biāo)記槽法在接頭處車有環(huán)形槽 一道槽表示正扣 兩道槽表示反扣 在槽內(nèi)打有三位數(shù)字或符號(hào) 三位數(shù)字的意義如上所述 若為符號(hào) ZG GY NP分別表示國產(chǎn)的正規(guī) 貫眼 內(nèi)平接頭 REG FH IF分別表示API產(chǎn)的正規(guī) 貫眼 內(nèi)平接頭 第20頁 測量法當(dāng)標(biāo)記槽 符號(hào)及數(shù)字因種種原因模糊不清 易出現(xiàn)識(shí)別錯(cuò)誤時(shí) 可根據(jù)一定類型尺寸的接頭有其一定尺寸的原則 通過測量的方法來鑒別接頭 一般用外卡量公接頭大端尺寸 也可量小端尺寸 用內(nèi)卡量母接頭斷面鏜孔直徑 將測得的數(shù)據(jù)查表得出接頭絲扣尺寸和類型 用接頭尺測量將量好了的接頭的大 小 端直徑或鏜孔直徑尺寸 與接頭尺上的刻度一對(duì)比就可以在接頭尺上讀出尺寸和類型 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第21頁 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 5 穩(wěn)定器類型 剛性穩(wěn)定器 不轉(zhuǎn)動(dòng)橡膠套穩(wěn)定器 滾輪穩(wěn)定器 作用 1 防斜 2 控制井眼軌跡 第22頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 扶正器 第23頁 6 鉆具的配合鉆具配合就是將不同尺寸和扣型的鉆具連接起來 其配合原則是 公母相配 扣型尺寸相同 正扣與正扣 反扣與反扣組合 第一節(jié)鉆具的基本組成 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第24頁 二 鉆頭 一 概述作用 破碎巖石 形成井眼 1 鉆頭類型按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 刮刀鉆頭 牙輪鉆頭 PDC鉆頭 金剛石鉆頭按功用分類全面鉆進(jìn)鉆頭 取心鉆頭 擴(kuò)眼鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第25頁 二 鉆頭 一 概述作用 破碎巖石 形成井眼 1 鉆頭類型按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 刮刀鉆頭 牙輪鉆頭 PDC鉆頭 金剛石鉆頭按功用分類全面鉆進(jìn)鉆頭 取心鉆頭 擴(kuò)眼鉆頭2 鉆頭尺寸系列3 3 4 36 常用尺寸 26 171 2 121 4 81 2 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第26頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第27頁 3 工作指標(biāo)鉆頭進(jìn)尺 米 鉆頭工作壽命 小時(shí) 機(jī)械鉆速 米 小時(shí) 單位進(jìn)尺成本 元 米 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 Cpm鉆井直接成本 元 m Cb鉆頭成本 元 只 Cr鉆機(jī)作業(yè)費(fèi) 元 h t鉆頭工作時(shí)間 h tt起下鉆 接單根時(shí)間 h H單只鉆頭總進(jìn)尺 m 第28頁 二 刮刀鉆頭 DragBit 用于軟塑性巖石 扭矩大 對(duì)鉆具不利 無活動(dòng)件 1 刮刀鉆頭的組成上鉆頭體 下鉆頭體 分水帽 刀翼 水眼 2 刮刀鉆頭的工作原理刮刀鉆頭主要以切削作用破碎地層 在鉆壓W作用下 刀翼容易吃入地層 刃前巖石在扭轉(zhuǎn)力T的作用下不斷產(chǎn)生塑性流動(dòng) 這和車刀切削軟金屬的過程類似 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第29頁 刮刀鉆頭破碎脆性巖石的過程為 碰撞 壓碎及小剪切 大剪切 1 碰撞 刃前巖石發(fā)生剪切破碎后 刀刃在旋轉(zhuǎn)扭矩作用下向前推進(jìn) 碰撞刃前巖石 2 壓碎及小剪切 扭轉(zhuǎn)力增大 壓碎刃前巖石 產(chǎn)生小剪切破壞 3 大剪切 扭轉(zhuǎn)力繼續(xù)增大到某一極限值 刃前巖石沿剪切面破碎 而后扭轉(zhuǎn)力突然減小 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第30頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 刮刀鉆頭的應(yīng)用 刮刀鉆頭制造工藝簡單 成本低 刮刀鉆頭適用于軟地層 鉆速快 每米鉆進(jìn)成本低 刮刀鉆頭容易磨損成錐形 造成縮徑和井斜 刮刀鉆頭產(chǎn)生劇烈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 破壞鉆具和設(shè)備 刮刀鉆頭目前逐漸被PDC鉆頭取代 第31頁 三 牙輪鉆頭 RollerBit 應(yīng)用廣泛 用于軟 硬地層 適應(yīng)性強(qiáng) 扭矩小 牙輪轉(zhuǎn)動(dòng) 1 牙輪鉆頭的組成牙輪鉆頭由鉆頭體 牙抓 巴掌 及牙輪軸 牙輪及牙齒 軸承 儲(chǔ)油潤滑密封系統(tǒng) 噴嘴等部分組成 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第32頁 2 牙輪及牙齒 1 牙輪20CrMo合金鋼錐體 錐面銑齒或鑲裝硬質(zhì)合金齒 內(nèi)腔有軸承跑道 單錐牙輪 主錐 背錐 硬地層復(fù)錐牙輪 主錐 副錐 背錐 軟到中硬 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第33頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 牙齒銑齒 在牙輪錐面上直接銑出 楔形 硬質(zhì)合金鑲齒 鑲裝在牙輪錐面上 有多種齒形適應(yīng)不同地層 第34頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 銑齒牙輪鉆頭 鑲齒牙輪鉆頭 第35頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 軸承牙輪鉆頭軸承有大 中 小和止推四副 根據(jù)軸承的密封與否 可分為密封和非密封兩類 根據(jù)軸承副的結(jié)構(gòu) 可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu) 滾柱 滾珠 滾柱 止推滾柱 滾珠 滑動(dòng)一止推滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu) 滑動(dòng) 滾珠 滑動(dòng) 止推滑動(dòng) 滑動(dòng) 卡簧 滑動(dòng) 止推 第36頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 為什么滑動(dòng)軸承比滾動(dòng)軸承壽命長 第37頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 噴嘴鉆井液流出鉆頭射向井底的流道 高壓鉆井液流經(jīng)噴嘴后產(chǎn)生高速流動(dòng)的水射流 清除井底巖屑 輔助破碎巖石 三牙輪鉆頭一般安裝3個(gè)噴嘴 直徑7 13mm 用卡簧固定在水眼內(nèi) 并用o形圈密封 第38頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 牙輪及牙齒的布置方式布齒原則 1 轉(zhuǎn)一周牙齒全部破碎井底 不留下未被破碎的凸起 2 牙輪在重復(fù)滾動(dòng)時(shí)應(yīng)使牙齒不落入別的牙齒的破碎坑內(nèi) 3 牙齒磨損均勻 第39頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 牙輪布置方案 1 非自洗無滑動(dòng)布置 各牙輪牙齒齒圈不嵌合 單錐 不超頂 不移軸 用于硬地層 2 自洗不移軸布置 各牙輪牙齒齒圈相互嵌合 副錐 超頂 不移軸 用于中硬地層 3 自洗移軸布置 各牙輪牙齒齒圈相互嵌合 副錐 超頂 移軸 用于軟地層 非自洗 自洗無移軸 自洗移軸 第40頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 牙輪及牙齒的布置 非自洗 自洗無移軸 自洗移軸 齒間相互齒合產(chǎn)生自洗作用 第41頁 4 牙輪鉆頭工作原理1 牙輪鉆頭在井底的運(yùn)動(dòng)公轉(zhuǎn) 牙輪隨鉆頭一起旋轉(zhuǎn) 自轉(zhuǎn) 牙齒繞牙輪軸線作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)稱自轉(zhuǎn) 滑動(dòng) 牙輪齒相對(duì)于井底的滑移 包括徑向 軸向 和切向 周向 滑動(dòng) 引起滑動(dòng)的原因 超頂和復(fù)錐引起切向 周向 滑動(dòng) 移軸引起徑向 軸向 滑動(dòng)縱向振動(dòng) 牙輪在滾動(dòng)過程 其中心上下波動(dòng) 使鉆頭做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 引起縱向振動(dòng)的原因 單 雙齒交替接觸井底 使牙輪中心上下波動(dòng) 井底凹凸不平 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第42頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 牙輪滑動(dòng)對(duì)破巖的作用 牙輪的超頂和復(fù)錐引起的切向滑動(dòng)剪切掉牙齒之間的巖石 超頂引起的軸向滑動(dòng)剪切掉齒圈之間的巖石 2 牙輪鉆頭的破巖作用 1 沖擊 壓碎作用縱向振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力和靜壓力 鉆壓 一起使牙齒對(duì)地層產(chǎn)生沖擊 壓碎作用 形成體積破碎坑 2 滑動(dòng)剪切作用牙輪牙齒的徑向滑動(dòng)和切向滑動(dòng)對(duì)井底地層產(chǎn)生剪切作用 破碎齒間巖石 3 射流的沖蝕作用由噴嘴噴出的高速射流對(duì)井底巖石產(chǎn)生沖蝕作用 輔助破碎巖石 第43頁 四 金剛石鉆頭 DiamondBit 1 金剛石鉆頭的組成金剛石鉆頭為無活動(dòng)部件的整體式鉆頭 由鋼體 胎體 冠部和保徑部分 水眼及水槽 金剛石切削刃等部分組成 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第44頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭 TSP TSP鉆頭的熱穩(wěn)定性 耐磨性和抗沖擊能力都高于一般的金剛石鉆頭 第45頁 2 特性金剛石具有極高的硬度 莫氏硬度10 抗壓強(qiáng)度 8800MPa 和耐磨性鋼的9000倍 其缺點(diǎn)是 脆性大 受沖擊載荷易碎裂 具有熱敏性 高溫下 450 以上 石墨化 用于堅(jiān)硬 高研磨性地層 無活動(dòng)件 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第46頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 金剛石鉆頭的破巖機(jī)理概括地講 金剛石鉆頭以磨削 研磨 方式破碎巖石 類似于砂輪磨削金屬的過程 在鉆進(jìn)某些硬地層時(shí) 在鉆壓作用下壓入巖石 使與金剛石接觸的巖石處于極高的應(yīng)力狀態(tài)而使巖石呈現(xiàn)塑性 2 在塑性地層 或巖石在應(yīng)力作用下呈塑性的地層 使前方的巖石內(nèi)部發(fā)生破碎或塑性流動(dòng) 脫離巖石基體 形成巖屑 稱作犁削 3 在脆性較大的巖石中 在鉆壓和扭矩作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力使巖石表現(xiàn)為脆性破碎 即屬于以剪力和張力形式破碎巖石 4 在堅(jiān)硬巖石 如隧石 硅質(zhì)白云巖 硅質(zhì)石灰?guī)r等 中 是要靠金剛石的棱角實(shí)現(xiàn)微切削 刻劃等方式來破碎巖石 第47頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 金剛石鉆頭的正確使用1 適用于硬 研磨性地層 渦輪鉆井 深井鉆井 取心作業(yè) 壽命長 進(jìn)尺高 2 鉆頭下井前 井底打撈干凈 確保沒有金屬落物 3 先用小鉆壓 低轉(zhuǎn)速跑合 然后用合適鉆壓和高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn) 4 采用低鉆壓 30 50kN 高轉(zhuǎn)速 大排量鉆進(jìn) 第48頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 五 PDC鉆頭 PolycrystallineDiamondCompactBit 鋼體PDC鉆頭 胎體PDC鉆頭 兩類PDC切削元件 第49頁 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 1 PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)切削元件 聚晶金剛石復(fù)合片 PDC 特性PDC既具有金剛石的硬度和耐磨性 弱點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差 350 以上加速磨損 抗沖擊能力較差 用于軟到中硬均質(zhì)的地層 無活動(dòng)件 鉆壓小轉(zhuǎn)速快 13 4 19 第50頁 2 工作剖面形狀 特點(diǎn)內(nèi)外錐有利于鉆頭穩(wěn)定 外錐較長 可多布齒 使磨損均勻 鉆硬夾層 冠部齒易早期損壞 適合中等均質(zhì)地層 特點(diǎn)鉆頭表面積較小 水力集中 清洗效果好 載荷分布較均勻 用于鉆石灰?guī)r 白云巖等較硬地層 特點(diǎn)側(cè)向推力指向鉆頭中心 有利于防斜 鉆頭外部表面積大 可布置較多切削齒 利于提高壽命 用于軟地層 特點(diǎn)冠頂較寬且較平緩 載荷分布較均勻 外側(cè)采用圓弧 布齒面積較大 用于硬地層 雙錐形 淺錐形 拋物線形 B形 第51頁 3 噴嘴 流道系統(tǒng)冷卻和清洗效果嚴(yán)重影響PDC鉆頭的鉆速和壽命 噴嘴數(shù)量一般比三牙輪鉆頭多 噴嘴位置和流道結(jié)構(gòu)根據(jù)切削齒位置確定 第52頁 4 PDC鉆頭破巖機(jī)理PDC鉆頭主要以切削方式破碎巖石 切削刃在鉆壓作用下吃入地層 刃前巖石在旋轉(zhuǎn)力作用下發(fā)生剪切破壞 切削塑性巖石和脆性巖石的過程類似于刮刀鉆頭 由于多個(gè)切削齒同時(shí)工作 井底巖石自由面多 因此破巖效率高 金剛石切削刃耐磨性高 鉆頭壽命長 單只鉆頭進(jìn)尺高 第二節(jié)鉆頭 第53頁 5 PDC鉆頭的正確使用PDC鉆頭適用于軟到中硬的大段均質(zhì)地層 不適合鉆軟硬交錯(cuò)地層和礫石層 2 與牙輪鉆頭相比 PDC鉆頭宜采用低鉆壓 高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn) 3 鉆頭下井前 井底要清潔 無金屬落物 新鉆頭鉆進(jìn)時(shí) 先用小鉆壓和低轉(zhuǎn)速磨合井底 4 PDC鉆頭屬于整體式鉆頭 無任何活動(dòng)部件 適合高轉(zhuǎn)速的渦輪鉆井 第二節(jié)鉆頭 第54頁 6PDC鉆頭的選擇 根據(jù)鉆井方式選擇鉆頭 直井應(yīng)選擇鉆速快 壽命長的鉆頭 定向井選擇造斜或穩(wěn)斜性能好 適合于配井底馬達(dá)的高轉(zhuǎn)速鉆頭 根據(jù)地層情況選擇鉆頭 包括所鉆地層的類型 硬度 巖性等 根據(jù)鉆井條件選擇鉆頭 如設(shè)備能力 根據(jù)鉆井參數(shù)選擇鉆頭 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第55頁 PDC鉆頭冠部輪廓形狀有拋物線型 圓形和錐形三種 其中 拋物線型 適用于各種軟地層 具有進(jìn)尺多 機(jī)械鉆速高 穩(wěn)定性好的特點(diǎn) 適合于轉(zhuǎn)盤及井下動(dòng)力鉆具 圓形 工作面積小 水力集中 清洗較好 有利于鉆穿硬夾層 在轉(zhuǎn)盤鉆井中常用 錐形 吃入性好 穩(wěn)定性強(qiáng) 適合于轉(zhuǎn)盤及高轉(zhuǎn)速下動(dòng)力鉆具鉆井 第二節(jié)鉆頭 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第56頁 1 方鉆桿的丈量 1 方鉆桿使用長度的丈量 將方鉆桿平方在墊杠上 將鋼卷尺零端對(duì)準(zhǔn)方鉆桿外螺紋大端臺(tái)階面 另一個(gè)人手握尺盒沿方鉆桿逐漸將尺帶拉出 然后將鋼尺帶貼與方鉆桿內(nèi)螺紋接頭上面 眼觀方鉆桿末端的鋼尺刻度 其刻度值即為方鉆桿的使用長度 2 方鉆桿通稱尺寸的測量 方鉆桿通稱尺寸為方鉆桿方部對(duì)邊寬的尺寸 測量時(shí) 使用外卡鉗進(jìn)行 測量方法 分開外卡鉗兩腿 兩腿張開度略大于方鉆桿方部尺寸 將外卡鉗卡向方鉆桿方部下方 然后用雙手向內(nèi)壓外卡鉗的雙腳 使其腳口緊貼方鉆桿下部 再沿垂直于方鉆桿軸線的方向輕輕向上拉取外卡鉗 注意向外拉出外卡鉗時(shí) 應(yīng)防掛碰改變張開角度 卡鉗拉出后 將卡鉗一端內(nèi)側(cè)對(duì)準(zhǔn)鋼板尺零端 另一腳內(nèi)側(cè)平放于鋼板尺上 其腳口對(duì)應(yīng)的刻度值即為方鉆桿方部對(duì)邊寬的尺寸 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 一鉆具的丈量 第57頁 3 方鉆桿對(duì)角尺寸的測量 方鉆桿對(duì)角尺寸為橫截面對(duì)角線的長度 測量時(shí) 使用外卡鉗配合鋼板尺測量 其方法與分方鉆桿通稱尺寸的測量方法相似 不同之處 外卡鉗的卡口是卡向方鉆桿方部對(duì)角的下方 而不是卡向方部下方 丈量注意事項(xiàng) 方鉆桿丈量是一般是指丈量方鉆桿的使用長度 因?yàn)榉姐@桿方部末端上部的接頭體部位無法進(jìn)入轉(zhuǎn)盤方補(bǔ)心內(nèi) 因此在計(jì)算井深丈量方鉆桿時(shí) 應(yīng)從外螺紋大端臺(tái)階開始至方部末端為止 絕不能量至內(nèi)螺紋頂端面 否則井深出現(xiàn)誤差 下圖中L0為方鉆桿的使用長度 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第58頁 2 鉆桿的丈量 1 鉆桿長度的丈量 將鋼卷尺零位端對(duì)準(zhǔn)鉆桿外螺紋大端臺(tái)階 另一個(gè)人將鋼卷尺帶拉到鉆桿內(nèi)螺紋接頭端 并將尺帶緊貼于內(nèi)螺紋接頭上端頂部 兩眼直視內(nèi)螺紋接頭頂部所對(duì)應(yīng)的尺帶數(shù)值 該數(shù)值即為鉆桿長度值 將該長度值與對(duì)應(yīng)的鉆桿號(hào)記錄在鉆桿記錄本上 同時(shí)用白漆或紅漆將鉆桿長度值寫在距鉆桿內(nèi)螺紋接頭端1m處的鉆桿本體上 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第59頁 2 用內(nèi)卡鉗測量鉆桿內(nèi)徑 用右手拇指與中指拿住內(nèi)卡 食指扶住內(nèi)卡 防止擺動(dòng) 將內(nèi)卡兩腿張開 張口距離略小于鉆桿內(nèi)孔 將內(nèi)卡鉗平行或豎直放入鉆桿內(nèi)孔 并注意內(nèi)卡鉗中心線必須與所測管體中心軸線一致 然后靠食指和中指將內(nèi)卡鉗兩腿向外伸張 也可借助左手幫助向外分開內(nèi)卡鉗兩腿 感覺卡鉗兩腿的頂端與管壁接觸 即可用右手拇指 食指轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)卡鉗 中指扶住內(nèi)卡鉗保持卡鉗居中 感覺內(nèi)卡鉗兩腿的頂端與管壁均有接觸 且松緊適度 即可平直抽出內(nèi)卡鉗 然后左手平拿鋼板尺 將內(nèi)卡鉗鉗口一端外側(cè)與鋼板尺零端對(duì)齊 內(nèi)卡鉗口另一端外側(cè)靠在鋼板尺的刻度上 其兩柱腿所指示的刻度值 即為鉆桿內(nèi)徑尺寸 并將測量的數(shù)值記在記錄本上 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第60頁 3 用外卡鉗測量鉆桿外徑 用雙手將外卡鉗兩腿分開 其張口略大于被測鉆桿外徑 右手拇指與中指捏住外卡鉗 將鉗口卡向鉆桿本體外部進(jìn)行試量 若鉗口偏小 可將外卡鉗雙腿輕輕向外撥動(dòng) 是鉗口變大 若鉗口偏大 可將卡鉗一腿在鉆桿本體上輕輕敲擊一下 使鉗口變小 反復(fù)調(diào)整鉗口其張開度略小于鉆桿本體外徑 然后將卡鉗垂直卡向鉆具 向下輕壓卡鉗 讓卡鉗腳口順利通過鉆桿本體外部 然后輕輕垂直向上提起 使卡鉗自然張開到被測鉆桿本體外部的寬度 在上提下放多次 感覺錐口內(nèi)側(cè)稍有阻擋并能通過被測鉆桿外部即可取出外卡鉗 但要注意向上提取外卡鉗時(shí) 應(yīng)防止碰掛而改變其張開角度 然后左手拿鋼板尺 鉗口一腳內(nèi)側(cè)對(duì)準(zhǔn)鋼板尺 0 位端 鉗口另一腳內(nèi)側(cè)平放在鋼板尺尺面上 其兩腳口所指刻度即為被測鉆桿的外徑尺寸 將其外徑尺寸記錄在記錄本上 第61頁 注意事項(xiàng) 讀數(shù)時(shí)采用 四舍五入 的方法計(jì)量鉆桿單根的長度 但要注意若丈量了4 5根鉆桿單根均屬于 四舍 情況 可以將其中一次不舍而采用加入到1cm的形式 以進(jìn)行補(bǔ)救 同樣若 五入 次數(shù)較多 惡意將其中一次不入而舍去的方法進(jìn)行補(bǔ)救 鋼尺帶拉好讀數(shù)時(shí) 兩眼應(yīng)齊平對(duì)準(zhǔn)內(nèi)螺紋接頭臺(tái)肩頂部 不餓斜視讀數(shù) 否則將影響丈量精度 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第62頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 鉆挺的丈量 1 長度測量 一個(gè)人站在鉆挺內(nèi)螺紋端 左手拿住鋼卷尺盒 右手輕撫鋼卷尺帶 另一個(gè)人用右手握住鋼卷尺帶始端鋼環(huán) 拉至鉆挺外螺紋端時(shí) 停止向外拉鋼卷尺帶 拿鋼卷尺鋼環(huán)一端的人 將尺帶 0 點(diǎn)緊貼外螺紋端根部 見圖 拿鋼卷尺盒的人 將鋼卷尺帶貼與管體表面 并稍微拉緊 注意尺帶是否鋪平拉直 然后將鋼卷尺帶貼于鉆挺內(nèi)螺紋端面開始讀數(shù) 第63頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 讀數(shù)時(shí) 雙眼視線必須與鋼卷尺垂直 正視內(nèi)螺紋頂面 不能正視內(nèi)螺紋端倒角處 見圖 然后讀出鋼卷尺貼于內(nèi)螺紋端頂部端面的刻度值 即為單根鉆挺的長度 第64頁 量度為15m以上的鋼卷尺最小刻度單位是厘米 若所量數(shù)值在兩刻度之間 則應(yīng)采用近似讀數(shù)法 按 四舍五入 精確到厘米 2 鉆挺內(nèi) 外徑測量 鉆挺內(nèi) 外徑的測量方法與鉆桿內(nèi) 外徑測量方法相同 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第65頁 注意事項(xiàng)丈量鉆挺時(shí) 首先卸下內(nèi) 外螺紋端的護(hù)絲 丈量完后 要重新將護(hù)絲旋上 以保護(hù)螺紋 所測量的鉆挺管體上面不得堆放如何雜物 鋼卷尺帶必須拉緊 拉直并于鉆挺中心線相平行 丈量完鉆挺后 必須用白漆或紅漆將尺寸數(shù)值寫在對(duì)應(yīng)編號(hào)的鉆挺本體上 將所有的鉆挺丈量完后 必須按號(hào)復(fù)查 防止長度和對(duì)應(yīng)的編號(hào)不相符而造成井深誤差 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第66頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 4 接頭的丈量 1 接頭長度的測量 現(xiàn)場測量接頭的長度一般用1 2m的鋼卷尺 1人進(jìn)行測量 測量接頭長度時(shí) 應(yīng)將接頭平放于墊板上 測量外螺紋接頭時(shí) 應(yīng)從內(nèi)螺紋端面量至外螺紋根部臺(tái)肩 測量雙內(nèi)螺紋接頭長度時(shí) 應(yīng)從兩端頂部平面量起 測量雙外螺紋接頭長度時(shí) 可從任一端外螺紋根部臺(tái)肩量至另一端外螺紋根部臺(tái)肩 具體量法見圖 第67頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 若接頭較長需要用量度長的鋼卷尺進(jìn)行測量時(shí) 其測量長度的方法與前面鉆桿長度測量方法相同 2 接頭內(nèi) 外徑的測量接頭內(nèi)徑和外徑的測量方法與前面鉆桿內(nèi) 外徑測量方法相同 D1公扣接頭大端直徑 D2公接頭內(nèi)徑 D3公接頭小端直徑 D4母接頭端面鏜孔直徑 D5母接頭內(nèi)徑 第68頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 注意事項(xiàng) 測量接頭長度時(shí) 一定將接頭平放在地面或墊板上 不要豎直或傾斜放置 避免造成讀數(shù)誤差 鋼卷尺帶應(yīng)于接頭中心軸線平行放置 不得歪斜 讀數(shù)時(shí)兩眼應(yīng)齊平對(duì)準(zhǔn)端部 不可斜視讀數(shù) 否則將影響測量精度 讀數(shù)時(shí)采用 四舍五入 的方法計(jì)量接頭長度 接頭內(nèi) 外徑測量注意事項(xiàng)與鉆桿內(nèi) 外徑測量注意事項(xiàng)相同 第69頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 5 鉆頭尺寸的丈量 1 鉆頭高度的測量 將鉆頭工作刃朝下 豎直擺放在平硬的墊板或地面上 將鋼板尺平放在外螺紋根部臺(tái)肩上 無體式鉆頭 或內(nèi)螺紋根部臺(tái)肩上 有體式鉆頭 第70頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 用鋼卷尺或直尺從墊板或地面豎直向上量至鋼板尺下部邊緣 所對(duì)應(yīng)的刻度尺即為鉆頭高度L 見圖 第71頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 鉆頭直徑的測量 簡易鉆頭規(guī)測量鉆頭直徑 先將鉆頭規(guī)平套在鉆頭上 鉆頭規(guī)內(nèi)弧緊靠鉆頭外側(cè)面 測量鉆頭規(guī)對(duì)邊內(nèi)弧或鉆頭外側(cè)的間隙最大處的尺寸 然后用鉆頭規(guī)的尺寸減去間隙最大處的尺寸 即為該鉆頭的直徑 正規(guī)鉆頭規(guī)測量鉆頭直徑 把鉆頭豎直排放 左手握住鉆頭規(guī)手柄 右手拇指 食指 中指捏住鉆頭規(guī)調(diào)整尺寸大小的活動(dòng)手柄 把鉆頭規(guī)尺寸調(diào)大 大于鉆頭直徑 再把鉆頭規(guī)平套進(jìn)鉆頭 然后把活動(dòng)手柄逐漸調(diào)小 使其包住鉆頭 以手柄輕輕轉(zhuǎn)不動(dòng)為宜 此時(shí) 鉆頭規(guī)上所示的刻度尺寸即為鉆頭直徑 第72頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 測量注意事項(xiàng) 測量鉆頭高度時(shí) 一定要將鉆頭平放在平硬的墊板或地面上 不能放在松軟的地泥或沙地面 更不能讓鉆頭傾斜 讀數(shù)時(shí)采用 四舍五入 的方法 手握鋼尺或直尺測量時(shí) 一定要豎直平放 不能偏斜 兩眼應(yīng)平視直尺上的刻度不能斜視 第73頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 不管使用的是簡易的還是正規(guī)的的鉆頭規(guī)測量鉆頭直徑 都應(yīng)平套進(jìn)鉆頭 不能一邊高一邊低 否則會(huì)造成測量誤差 將所量尺寸與鉆頭編號(hào)記入鉆頭卡 若是無體式鉆頭應(yīng)將鉆頭使用高度和鉆頭全高都同時(shí)記入鉆頭卡內(nèi) 以便計(jì)算井深 第74頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 二鉆具接頭的識(shí)別 一 接頭類別的表示方法1 三位數(shù)字法第一位數(shù)字代表接頭所連接的鉆桿本體外徑尺寸的整數(shù)部分 如 4 表示接頭所連接的鉆桿本體外徑的整數(shù)部分為4in 第二位數(shù)字表示接頭類型 1 2 3分別表示內(nèi)平式 貫眼式 正規(guī)式 第三位數(shù)字表示內(nèi) 外螺紋 0 1分別表示內(nèi)螺紋 母扣 外螺紋 公扣 第75頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 例如421表示41 2in 114mm 鉆桿 貫眼式的外螺紋接頭 620表示65 8in 168 28mm 鉆桿 正規(guī)式的內(nèi)螺紋接頭2 符號(hào)表示法用接頭符號(hào) 字母代號(hào) 打印在接頭體上面 以判斷扣型及接頭內(nèi)徑變化的關(guān)系 中國 正規(guī)式 ZG 貫眼式 GY 內(nèi)平式 NPAPI 正規(guī)式 REG 貫眼式 FH 內(nèi)平式 IF 第76頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 標(biāo)記槽法接頭體上車有標(biāo)記槽主要區(qū)別正扣接頭和反扣接頭 正扣接頭體上一般車有一道10mm寬的標(biāo)記槽 在反扣接頭體上車有10mm和5mm寬的兩道槽 作為反扣接頭的標(biāo)記槽 標(biāo)記槽內(nèi)一般打有接頭數(shù)字代號(hào)或類型代號(hào) 如 421 或 41 2 3 等字樣 第77頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 二 接頭類別的識(shí)別由標(biāo)記槽可以識(shí)別正 反扣接頭 并可通過標(biāo)記槽內(nèi)的數(shù)字代號(hào)或類型代號(hào)來識(shí)別接頭的類型 當(dāng)標(biāo)記槽內(nèi)符號(hào)及數(shù)字無法辨認(rèn)時(shí) 可用鉆具接頭尺或內(nèi)外卡鉗配合鋼板尺來鑒別接頭類型 1 接頭尺測量法接頭尺一般是 長22cm 寬2cm 厚2mm 刻畫有常用接頭的有關(guān)尺寸 扣型的自制鋼板尺 它有正 反兩面 正面用以判斷外螺紋接頭扣型 并刻畫有相應(yīng)的尺寸數(shù)字或數(shù)字代號(hào) 反面用來判斷內(nèi)螺紋接頭扣型 并刻畫出相應(yīng)的扣型尺寸或數(shù)字代號(hào) 第78頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 接頭尺 第79頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 1 用接頭尺測量外螺紋接頭將外螺紋接頭朝上豎直放于墊板或硬地面上 右手拿住接頭尺 并將接頭尺正面 0 端緊靠在外螺紋接頭小端螺紋端面上 用左手扶住沿寬度方向豎放于外螺紋端面上的接頭尺 而右手將接頭尺在外螺紋端面上前 后移動(dòng)幾下 此時(shí)接頭尺 0 端固定不動(dòng) 并注意移動(dòng)弧度不宜過大 找出接頭尺上所對(duì)應(yīng)的外螺紋小端端面的直徑 該直徑數(shù)值所對(duì)應(yīng)的扣型即為所測外螺紋接頭的扣型 見圖 第80頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 外螺紋接頭扣型測量圖 內(nèi)螺紋接頭扣型測量圖 第81頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 2 用接頭尺測量內(nèi)螺紋接頭將內(nèi)螺紋接頭朝上豎直放于墊板或硬地面上 右手拿住接頭尺 并將接頭尺反面 0 端放入內(nèi)螺紋接頭內(nèi)螺紋鏜孔內(nèi) 量其鏜孔內(nèi)徑 該直徑在接頭尺上對(duì)應(yīng)的數(shù)字即為所測內(nèi)螺紋接頭的扣型 測量方法與外螺紋接頭扣型測量相似 見圖 第82頁 2 內(nèi)外卡鉗 鋼板尺配合測量法1 外螺紋接頭扣型測量使用外卡鉗用外卡鉗測量外螺紋接頭大端根部外徑 也可測量外螺紋接頭小端面外徑 測量方法與鉆桿外徑測量方法相同 然后將測得的外卡鉗張口在鋼板尺上讀出數(shù)值 根據(jù)該數(shù)值查表1或2即可找出相對(duì)應(yīng)的接頭扣型 若是API接頭 也可將測得的外螺紋大端 或小端 端面直徑查表1 找出相對(duì)應(yīng)的API接頭類型 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 第83頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 表1 第84頁 第三節(jié)鉆具的丈量及常用組合形式 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 表2 第85頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 3 目測接頭類型的方法 1 首先看接頭體上的標(biāo)記槽 有兩道環(huán)形槽為反扣接頭 只有一道環(huán)形槽為正扣接頭 2 觀看標(biāo)記槽內(nèi)接頭的數(shù)字代號(hào)和類型代號(hào) 3 若標(biāo)記槽內(nèi)數(shù)字代號(hào)和類型代號(hào)不清 可以從下述幾個(gè)方面去判斷 首先憑經(jīng)驗(yàn)或直觀感覺確定接頭的公稱尺寸 或者用手大致卡一下外螺紋接頭小端端面尺寸或內(nèi)螺接頭鏜孔內(nèi)徑 以確定該接頭公稱直徑的大小 第86頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 若屬同一公稱尺寸的接頭 可以比較接頭錐體部分尺寸和內(nèi)螺紋接頭端面鏜孔直徑來判斷接頭類型 因?yàn)橥桓邔哟蔚慕宇^ 扣型不一樣 錐體部分直徑也不一樣 一般來說 內(nèi)平式內(nèi)螺紋接頭小端和大端直徑略大于同尺寸的貫眼式接頭大小端直徑 而貫眼式內(nèi)螺紋接頭的大小端直徑又略大于正規(guī)式內(nèi)螺紋接頭的大小端直徑 對(duì)于鉆桿接頭 觀察接頭內(nèi)徑和鉆桿加厚處內(nèi)徑 并進(jìn)行比較 內(nèi)平式接頭內(nèi)徑和外加厚鉆桿內(nèi)徑相近似 多用于小尺寸鉆桿 貫眼式接頭內(nèi)徑和鉆桿內(nèi)加厚處內(nèi)徑相似 而正規(guī)式接頭的內(nèi)徑小于內(nèi)加厚鉆桿和外加厚鉆桿內(nèi)徑 可以將欲要識(shí)別的接頭與現(xiàn)場上常用的已經(jīng)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)接頭進(jìn)行試上扣 若用雙手對(duì)接上扣比較順利 注意不要錯(cuò)扣 且能扣上1 2扣 并無松恍現(xiàn)象 則可證明該接頭扣型和對(duì)接的接頭扣型一致 對(duì)接前一定要將接頭螺紋用鋼絲刷除銹并清洗干凈 涂抹螺紋脂 而且沒有壞扣 第87頁 鉆具的識(shí)別 組成及常用組合 三 接頭選配1 接頭選配的方法選擇合適的接頭 將不同尺寸 規(guī)格的鉆具連接起來 是鉆具組合的關(guān)鍵 是保證快速優(yōu)質(zhì)鉆井的重要條件 所選接頭稱為配合接頭 接頭的選配應(yīng)根據(jù)鉆