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1、陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节第六节 钻具钻具 钻井时下入井内的钻头、钻柱、井下动力钻具、取心工钻井时下入井内的钻头、钻柱、井下动力钻具、取心工具以及一些辅助钻井工具（如事故处理工具）等简称为钻具。具以及一些辅助钻井工具（如事故处理工具）等简称为钻具。一、一、钻柱钻柱 钻柱是从钻头到地面全部管柱的总称。钻柱是从钻头到地面全部管柱的总称。 由于钻柱使用贯穿钻井作业的全过程，作用有：由于钻柱使用贯穿钻井作业的全过程，作用有： （1 1）起下钻头；）起下钻头； （2 2）施加钻压；）施加钻压； （3 3）传递动力；）传递动力；
2、（4 4）输送钻井液。）输送钻井液。 第三章第三章 钻进工艺钻进工艺胳薄滇晋袖蝗杉洛袜贾忆羚纹焦疼键戈件笋食挟谷葡人桅店赣废炯圭涧共第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 一一般般组组成成钻钻柱的基本钻具：柱的基本钻具：1 1、方钻杆、方钻杆2 2、钻杆、钻杆3 3、钻铤、钻铤4 4、配合接头、配合接头第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺谰葛咨彬矮捂芒坊萧妮醚芜琼汕弱益鹰胺婚录焙为纤袄锄炙瀑条旁喊雄宫第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向
3、卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺n n方钻杆方钻杆方钻杆方钻杆(12.19m(12.19m(12.19m(12.19m） 方钻杆的驱动部分断面为中空的四边方钻杆的驱动部分断面为中空的四边方钻杆的驱动部分断面为中空的四边方钻杆的驱动部分断面为中空的四边形或六边形，采用高强度合金钢制造，形或六边形，采用高强度合金钢制造，形或六边形，采用高强度合金钢制造，形或六边形，采用高强度合金钢制造，其壁厚比钻杆壁厚大三倍左右，具有高其壁厚比钻杆壁厚大三倍左右，具有高其壁厚比钻杆壁厚大三倍左右，具有高其壁厚比钻杆壁厚大三倍左右，具有高抗拉和抗扭强度。目前规范
4、尺寸有：抗拉和抗扭强度。目前规范尺寸有：抗拉和抗扭强度。目前规范尺寸有：抗拉和抗扭强度。目前规范尺寸有：2 1/22 1/22 1/22 1/2，3 3 3 3，3 1/23 1/23 1/23 1/2， 4 1/2 4 1/2 4 1/2 4 1/2，5 1/25 1/25 1/25 1/2。抗扭、抗拉、抗内压强度抗扭、抗拉、抗内压强度补墟熊颗烫杀丝约魄垄炎拳褥焉摧升漏呢帖沁坯爵橇湛斜羞遂挝舍础销户第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺钻杆两端带加焊接头
5、，并钻杆两端带加焊接头，并且有公母扣的空心园管。公称尺且有公母扣的空心园管。公称尺寸指本体外径。目前规范尺寸有寸指本体外径。目前规范尺寸有 2 7/82 7/8”，3 1/2”3 1/2”，4 1/2“4 1/2“，5”5”， 5 1/2 5 1/2”，6 5/8”6 5/8”。长度。长度一般一般7-17-1m m，采用高强度钢，如，采用高强度钢，如APIAPI钻杆的钢级有：钻杆的钢级有：D, E, 95(X), D, E, 95(X), 105(G), 135(S)105(G), 135(S)。n 钻杆钻杆其中其中X级、级、G级和级和S级钻杆为高强度钻杆。级钻杆为高强度钻杆。抗扭、抗拉、抗挤
6、、抗内压强度抗扭、抗拉、抗挤、抗内压强度瞥期荡浑岭屠烟骇侗峰摸钳雕胯型胁乙哑肚劳每茨壁愚扦笔哗俗乔禄幸做第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺n钻铤钻铤一一端端车车有有公公扣扣，另另一一端端是是母母扣扣的的等等径径空空心心园园柱柱管管。主主要要用用于于给给钻钻头头施施加加钻钻压压及及控控制制井井斜斜，刚刚度度大大、质质量量大大。公公称称尺尺寸寸指指外外径径，目目前前规规范尺寸有范尺寸有 3 1/2“ 3 1/2“，4 1/8”4 1/8”，4 4 3/8“3/8“，6 6 1/4”1/4”，7“7“，8”8”，9“9“，10”10”，长长度度4m-1
7、04m-10, ,采采用用高高级级合合金钢制造。金钢制造。辽悲凝鹃厄岁胎崎滦冻甘划飞醇焰利巨赊曳皑材砸冕肢挝辕乘住吊蜘缨帐第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺关关于于配配合合接接头头：丝丝扣扣连连接接尺尺寸寸和和扣扣型型相相同同，公公母配合（三个条件）母配合（三个条件） 由由由由于于于于钻钻钻钻杆杆杆杆、钻钻钻钻铤铤铤铤、方方方方钻钻钻钻杆杆杆杆有有有有多多多多种种种种不不不不同同同同尺尺尺尺寸寸寸寸的的的的外外外外径径径径，其其其其丝丝丝丝扣扣扣扣扣扣
8、扣扣型型型型也也也也各各各各不不不不相相相相同同同同。配配配配合合合合接接接接头头头头即即即即指指指指将将将将钻钻钻钻杆杆杆杆、方方方方钻钻钻钻杆杆杆杆、钻钻钻钻铤铤铤铤、钻钻钻钻头头头头连连连连接接接接成成成成一一一一管管管管串串串串的的的的联联联联接接接接件件件件。配配配配合合合合接接接接头头头头即即即即连连连连接接接接不不不不同直径、不同扣型钻具的短接。同直径、不同扣型钻具的短接。同直径、不同扣型钻具的短接。同直径、不同扣型钻具的短接。孩咽苞阿赖却芜赢薪监涨坊将隋慕虑避验戎疆蛀绷孜刁诗狙贾佛颜歹夯毛第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛
9、向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺 NC50NC50 在在这这组组数数字字中中，NC50表表示示接接头头螺螺纹纹代代号号， 其其中中NC是是数数字字型型接接头头的的英英文文缩缩写写；两两位位数数字字5050表表示示丝丝扣扣基基面面节节圆圆直直径径的的大大小小（取取前前两两位数字，位数字，inin）公扣/母扣扣型扣型(接头类型）接头类型）公称直径公称直径旧的表示方法GB477584籽陆审澡豌汞哟匆宙堕撩澡压翔债庶疆牢底般岛俗矣伺圾绩镜馁摄履朝匈第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三
10、章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺接头：外径大，上卸扣接头：外径大，上卸扣外加厚：外加厚：dg=dj内加厚：内加厚：dg1dg2=dj内加厚：内加厚：dg1dg2dj艳套芯瀑鸯脉瑰呕右渗邀晦饯栅炎邑苫缠攘奈却阳今瑚碉岛悸柜晶洪居畏第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺n其它可选组件（下部钻具组合）其它可选组件（下部钻具组合）l稳定器稳定器( (加在钻铤上、防斜、轨迹控制）加在钻铤上、防斜、轨迹控制）l振击器（防卡
11、）振击器（防卡）l减振器（吸收纵向和扭转震动）减振器（吸收纵向和扭转震动）l悬浮器悬浮器消除钻头的跳动。消除钻头的跳动。统番歇欧职厅款活组睬怔乘痢榨律余瞒入舰仓乾女训隆夯运供峨翠隧段斡第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6二、二、其他钻具其他钻具 1 1、井下动力钻具、井下动力钻具 井下动力钻具是指接在钻柱下部，随钻柱一起井下动力钻具是指接在钻柱下部，随钻柱一起下到井底的动力机。下到井底的动力机。 使用井下动力钻具的一般优点是钻井时钻柱不使用井下动力钻具的一般优点是钻井时钻柱不转动，可以减少钻柱的疲劳与磨
12、损，减少钻杆折断转动，可以减少钻柱的疲劳与磨损，减少钻杆折断事故。再由于钻柱不转动，钻井时钻柱与井壁间的事故。再由于钻柱不转动，钻井时钻柱与井壁间的摩擦功率损失很少，传递到井底的功率就较高。摩擦功率损失很少，传递到井底的功率就较高。 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺互乃赶名挝杨砾榷砒喜纳聊雾粟礁廓健异挞祥消绥豪堪此憾素瘪拳糖畜认第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（1 1）涡轮钻具）涡轮钻具 涡涡轮轮钻钻具具是是一一种种特特殊殊结结构构的的水水涡涡轮轮，它它靠靠液液流流的的力力量量冲冲
13、击击叶叶片片或或叶叶轮轮，从从而而带带动动轮轮轴轴转转动进行工作动进行工作。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺插闷踌囊耽吭外慈烈敏装黎筑纷寄主匠艘隐尘甄翅赶吊盎坠垮孽戒俩萨歌第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 （2 2）螺杆钻具）螺杆钻具 螺螺杆杆钻钻具具是是一一种种由由高高压压钻钻井井液液驱驱动动的的容容积积式式井井下下动动力力钻钻具具。螺螺杆杆钻钻具具由由外外壳壳、定定子子、转转子子、万万向向轴轴、主主轴轴等等主主要部件组成。要部件组成。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻
14、进工艺碧芬必粕帘斩充莆壹疲泪炮岁腑讫挞趴涉回尤淘汛霞汹儿妇境韭兆迅可姨第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（3 3）冲击钻具）冲击钻具 近近年年来来，国国外外试试验验在在普普通通转转盘盘钻钻井井中中增增加加高高频频冲冲击击的的钻钻井井方方法法，即即冲冲击击旋旋转转法法。产产生生这这种种冲冲击击的的井井下工具是冲击钻具。下工具是冲击钻具。 （4 4）电动钻具）电动钻具 利利用用特特制制的的井井底底电电动动机机作作为为动动力力的的钻钻井井工工具具称称为为电动钻具（电钻）。电动钻具（电钻）。 第六节钻具第六节
15、钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺馒髓稠坊蜡获依哑重舟纹柿只秀蛙苯拭婉钎牧矽哟酉呢嗡红赂栓宦响巴抨第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺62 2 2 2、取心工具、取心工具、取心工具、取心工具 取心钻进的工艺过程包括取心钻进的工艺过程包括形成岩心，保护岩心和取出岩形成岩心，保护岩心和取出岩心三个主要环节。它与普通钻心三个主要环节。它与普通钻井方法有所不同，井下钻具也井方法有所不同，井下钻具也不一样。取心工具的种类很多，不一样。取心工具的种类很多，结构各异，但一般都由取心钻结构各异，但一般都由取心钻头，岩心筒
16、，岩心爪，单流凡头，岩心筒，岩心爪，单流凡尔，悬挂轴承以及稳定器等部尔，悬挂轴承以及稳定器等部件组成。件组成。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺础肺屈绪槽绎氖镣系纸径讶宿品轰郊廓臭饥祖闪皖筐起钥标亩留惰轩勒柿第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 除了上述需用钻井工具外，在钻井中还有许多用除了上述需用钻井工具外，在钻井中还有许多用于处理复杂事故的专用工具，如公锥、母锥、卡瓦打于处理复杂事故的专用工具，如公锥、母锥、卡瓦打捞筒、套铣筒、磨鞋、随钻打捞杯、磁铁打捞器等等捞筒、套铣筒、磨鞋、随钻
17、打捞杯、磁铁打捞器等等, 另外，在中途测试等作业中，需要使用一些专用工具另外，在中途测试等作业中，需要使用一些专用工具设备，这里就不一一叙述了。设备，这里就不一一叙述了。公锥公锥母锥母锥第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺恢疗秸惰副省蘑帮冲进苏尾舜驮甫鲸四棚辣昧逗评侨慨忘裔规输细坍匈虐第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 三、深井钻柱的设计三、深井钻柱的设计 作作用用于于钻钻柱柱上上的的力力有有拉拉力力、压压力力、弯弯曲曲力力矩矩、扭扭矩矩等等，大大多多可可以以利利用用力力学学分分析析方方
18、法法根根据据实实际际工工况况确确定。定。 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺兄浆鲁丽过稳浊雀胸蟹糕淫填北铝耪膛拧澈试迄路址搪商蕉辖肢膛枯抖麦第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6n 钻柱的受力分析：钻柱的受力分析：l轴向拉力和压力轴向拉力和压力起起下下钻钻：拉拉力力自自重重（井井口口最最大大），浮浮力力使使下下部部有有一一段段受受压压；摩擦力摩擦力起钻增加拉力、下钻减小。起钻增加拉力、下钻减小。钻钻进进：部部分分重重量量作作为为钻钻压压，存存在在一一个个“中中性性截截面面”，之之下下在在泥泥浆浆中中的的重重量量为为钻钻压压，之之上上泥泥浆浆中中的的重重量量等等于于大大钩钩负负荷荷。“
19、中中和和点点”轴向力为零的点（不易确定）。轴向力为零的点（不易确定）。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺落隶丽远茅殿盆恃慢怕迅吁僳柠祸服镣茶瑚损青数集妹顾甚咆却岩眷岿肿第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6l弯曲力矩弯曲力矩下下部部受受压压弯弯曲曲，弯弯曲曲钻钻柱柱的的旋转（自转）旋转（自转）交变应力交变应力l离心力离心力公转公转弯曲弯曲l扭矩扭矩井口大，井底小。井口大，井底小。z 钻钻柱柱的的转转动动（自自转转均均匀匀磨磨损损，公转偏磨）：自转公转偏磨）：自转+公转公转第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺迎喀唆河会袭酋怯弹填患吗荫斟启萝通巢稳寺珐瑞刑渗疹史宫毁视凤忠啄
20、第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6l纵向振动纵向振动牙轮钻头牙轮钻头纵向的交变应力纵向的交变应力跳钻（共振）跳钻（共振）l扭转振动扭转振动岩石的不均匀性岩石的不均匀性交变剪切力交变剪切力l动力载动力载与钻柱的运动速度有关。与钻柱的运动速度有关。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺巩佬衅武侣沙僳逼哈襄沟蕾衔亩桂窟创揉爆丛缠悟锚驭撵躯透叮晚涂佑蜜第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6n钻柱受力严重部位钻柱受力严重部位l钻钻柱柱下下部部同同时时受受轴轴向向压压力力、扭扭矩矩、弯弯曲曲力力矩矩和和各各种交变应力等。种交变应力等。l井口井口拉力和扭矩。拉力和扭矩。l中和点上下中和点上下交变应力。交
21、变应力。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺蛀惩奥将叶式劣脆铺躺荷择弊斩快恃廉砸笆碑挛逞乞瞥胎稳效居倍辽阔抬第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 钻钻柱柱设设计计一一般般以以拉拉伸伸计计算算为为主主，再再考考虑虑一一些些钻钻柱柱实际工作条件的需要。实际工作条件的需要。 1 1钻柱设计的强度条件钻柱设计的强度条件 一一般般以以钻钻柱柱在在钻钻井井液液中中空空悬悬时时的的情情况况为为计计算算条条件件，钻柱上部拉伸负荷应满足以下条件：钻柱上部拉伸负荷应满足以下条件： 式中式中 Pt钻柱上部拉伸负
22、荷，千牛；钻柱上部拉伸负荷，千牛； Pa钻柱的最大允许静拉负荷，千牛。钻柱的最大允许静拉负荷，千牛。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺阵葫售室爱价登纪希英沦患背钦虫揣沦炙墙挂坟罕壁往完拙涉峡驱酝豹梁第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 钻钻柱柱最最大大允允许许静静拉拉负负荷荷的的大大小小取取决决于于钻钻柱柱材材料料的的屈屈服服强度以及钻柱的工作使用条件。强度以及钻柱的工作使用条件。（1）钻柱在屈服强度下的抗拉负荷）钻柱在屈服强度下的抗拉负荷Py 式中式中 s材料的最小屈服强度，兆帕；材料
23、的最小屈服强度，兆帕； F钻柱的横截面积，厘米钻柱的横截面积，厘米2。 Py最小屈服强度下的抗拉负荷，千牛。最小屈服强度下的抗拉负荷，千牛。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺麓藤再对蘸斯冠治瘁毗敖稳寥汇遥靠弥祥努陇缄灰肉要丽磐颂爷粱吠妓缩第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（2）钻柱的最大工作负荷）钻柱的最大工作负荷Pw 如如果果拉拉力力负负荷荷达达到到Py时时，材材料料发发生生屈屈服服而而不不能能继继续使用。因此，一般把它的续使用。因此，一般把它的90%作为最大工作负荷。作为最大工作负
24、荷。 式中式中 Pw钻柱最大工作负荷，千牛；钻柱最大工作负荷，千牛；第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺案兑硫油厦羊姜荷萝薪侮楞熊屹狸猫谍店链皿孕坪憎滋屯扒划姆烟添盎猖第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（3）钻柱的最大允许静拉负荷）钻柱的最大允许静拉负荷Pa1）安全系数法）安全系数法 采用安全系数法的理由是保证钻柱的工作安全，通过它来采用安全系数法的理由是保证钻柱的工作安全，通过它来考虑起下钻的动载及其他力的作用，大致取为安全系数考虑起下钻的动载及其他力的作用，大致取为安全系数n=1.3
25、0。 式中式中Pa最大允许静拉负荷，千牛最大允许静拉负荷，千牛;第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺巷第窃新应镑适恭铆蜗沧伺邹暖俯靖摹历挠萨芍公绦技捧随沼烦剁甚斑淀第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺62）考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法）考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺对对于于深深井井钻钻柱柱来来说说，由由于于钻钻柱柱重重量量 大大，当当它它坐坐于于卡卡瓦瓦中中时时，将将受受到到很很大大的的箍箍紧紧力力。当当合合成成应应力力接接近近或或达达到到材
26、材料料的的最最小小屈屈服服强强度度时时，就就会会导导致致卡卡瓦瓦挤毁钻杆。挤毁钻杆。勇相殉铸剐硕胺绣票畸闽散誊礁拯甜雌使猿欢终钩宪荡檬窄朵利丸植毅备第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 为为了了防防止止钻钻杆杆被被卡卡瓦瓦挤挤毁毁，要要求求钻钻柱柱的的屈屈服服强强度度与与拉拉伸伸应应力的比值不能小于一定数值。此值是根据钻柱抗挤毁条件得出力的比值不能小于一定数值。此值是根据钻柱抗挤毁条件得出 式中式中 s材料的屈服强度；材料的屈服强度； t悬挂在吊卡下面的钻柱拉伸应力；悬挂在吊卡下面的钻柱拉伸应力； de
27、钻柱外径；钻柱外径； Ls卡瓦与钻杆的接触长度；卡瓦与钻杆的接触长度； K卡瓦的横向负荷系数（以平均值计算，卡瓦的横向负荷系数（以平均值计算，K=4） 卡瓦锥角，一般为卡瓦锥角，一般为9 27 45 ； 摩擦角。摩擦角。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺予堂痔追跌扛巩恤拭峪围稀脉铸冕役琳慨岗殴苗宦秃班暑遁喇诡帚婴摹问第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺惕窟奔弃娘椅街释糠瓤扣箭写乡凿喳辽历摧悍芥躬输易帛年膘括寥翌庙搽第三章钻进工艺6第三章钻
28、进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 为为了了防防止止卡卡瓦瓦挤挤毁毁钻钻杆杆，钻钻杆杆拉拉伸伸负负荷荷应应受受到到限限制制，即即屈屈服服强强度度与与拉拉伸伸应应力力的的比比值值不不能能小小于于表表21中的数值，并以此值作为设计系数。中的数值，并以此值作为设计系数。 设计系数设计系数 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺查朽无衰掩立仙撼曰洁诺富街废滔挝纂稽吕轧但须檀庇骡刀失责埔匠貌伎第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺63）
29、拉力余量法）拉力余量法 所所谓谓拉拉力力余余量量法法就就是是在在设设计计中中选选择择的的最最大大允允许许静静拉拉负负荷荷Pa应小于最大工作负荷应小于最大工作负荷Pw一个合适的数值，以它作为余量。一个合适的数值，以它作为余量。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺增摈朵炬酌宗康缉敬绥府哲袄尼鲜脱耸烽锁缆祥修虚硕撮禄到顷着灶羔钟第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 采用上述三种方法所确定的采用上述三种方法所确定的Pa值如下：值如下： 在在钻钻柱柱设设计计中中，可可分分别别计计算算，然然后后从从三
30、三者者中中取取最最低低者者作作为最大的允许静拉负荷。为最大的允许静拉负荷。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺晌助庇廊峡质胶卸苫洽痔颗仪虾柏氮泄袄绣分睛庙疆零轻辐代票粗耻萎砍第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺62 2钻柱设计的方法和步骤钻柱设计的方法和步骤 在在确确定定各各段段钻钻杆杆柱柱的的长长度度之之前前，要要先先确确定定钻钻铤铤柱柱的长度，其原则是钻铤柱长度的长度，其原则是钻铤柱长度85%受压：受压： 式中式中L0钻铤的长度，米；钻铤的长度，米； P钻压，牛；钻压，牛； q0 钻铤单
31、位长度在空气中的重量，牛钻铤单位长度在空气中的重量，牛/米；米； Kf浮力系数。浮力系数。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺夫骚合厉尝肾种蹭吱死赖醉损狗烧械式商拿漏焊雪歼赣哪蔬娄消议壳罕灰第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（1）单一钻柱的设计）单一钻柱的设计 因为因为 所以最大设计长度所以最大设计长度 式中式中Pa1单一钻杆的最大允许静拉负荷，牛；单一钻杆的最大允许静拉负荷，牛； L1单一钻杆柱的最大设计深度，米；单一钻杆柱的最大设计深度，米； q1单一钻杆柱单位长度在空气中的重量，牛
32、单一钻杆柱单位长度在空气中的重量，牛/米。米。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺飞哼肇肛韶帛况疲赦谭赢钨倪清驻雪志芋涝萨锭彬棕屈嘎现娄丧兽倒姿蓉第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6（2）复合钻柱的设计）复合钻柱的设计 单单一一尺尺寸寸钻钻柱柱的的许许下下深深度度是是有有限限的的，往往往往不不能能满满足足深深井井和和超超深深井井的的要要求求。可可以以采采取取不不同同尺尺寸寸（上上大大下下小小）、不不同同壁壁厚厚（上上厚厚下下薄薄）、不不同同钢钢级级（上上高高下下低低）的的钻钻杆杆组组成成复
33、复合合钻钻柱柱。采采用用复复合合钻钻柱柱可可以以允允许许在在现现有有钻钻杆杆条条件件下下提提高高钻钻柱柱的的许许下下深深度度，在在现现有有钻钻机机负负荷荷能能力下钻达更大的井深。力下钻达更大的井深。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺锡甫班权畴差歹弱驰能汗甚损哥览这率础酪钟外棉阻甄狈纺贮较郊景买淑第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺61）第）第i段钻杆的长度确定段钻杆的长度确定 用用n种种钻钻杆杆组组合合，如如果果已已知知第第i段段钻钻杆杆的的尺尺寸寸、壁壁厚厚、钢钢级级，就就可可以以得得到
34、到第第i段段钻钻杆杆的的最最大大允允许许静静拉拉负负荷荷Pai，而而受受到到最最大大拉拉力力的的地地方方是是第第i段段钻钻杆杆的的顶顶部部截截面面，根根据据钻钻柱柱的的强强度度条条件件公公式式立得：立得：第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺颐具腺谜庶灾淆贼犹瘫墩臀篡尸峨绸板馅梁质污听宠塘课湖断墙审票章矿第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺 变形得到：变形得到： 就就是是复复合合钻钻柱柱第第i段段钻钻杆杆长长度度计计算算公公式式。当当n=1，
35、即即为为单单一一钻钻柱柱的的长长度度计计算算公公式式。当当n1时时，各各段段钻钻杆杆长长度之和应满足如下条件：度之和应满足如下条件： 婴纽方萝墓酪谚缆钥袜抹艘滴滓剃那癸长篙锭陛悯厂买麓黑蠕卷剑浙减藻第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 2）钻柱设计举例）钻柱设计举例 设计条件：设计条件： 设设计计深深度度7925米米；钻钻井井液液浮浮力力系系数数0.7861；钻钻压压195.767千千牛牛；177.8毫毫米米钻钻铤铤每每米米重重量量1601牛牛/米米；卡卡瓦瓦长长度度406.4毫毫米米；钻杆尺寸钻杆尺寸
36、114.3和和127.0毫米。设计数据：毫米。设计数据： 拉力余量拉力余量445千牛；安全系数千牛；安全系数1.30； 卡瓦挤毁比值卡瓦挤毁比值 s/ t，查表，查表，114.3毫米毫米1.37；127.0毫米毫米1.42。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺寅苞祷妥纠湃可乾泡保疽续运励揍您舷砧法腊终依盼连沾曙导掷旦贬翼芹第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6a.钻铤长度计算钻铤长度计算 问题：如果采用复合钻铤又该怎样计算？问题：如果采用复合钻铤又该怎样计算？第六节钻具第六节钻具第三章第三章
37、 钻进工艺钻进工艺汀虎拭倒多鼠请力爆承啮醒煤瞬淌苇丸定问釜病柳餐冈求顺星革戈牌塌配第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 b.钻钻铤铤上上面面第第一一段段钻钻杆杆受受力力较较小小，可可选选用用强强度度较较低低的的114.3毫毫米米E级钢钻杆，级钢钻杆，q1=242.3牛牛/米，米，py1=1470.9千牛。千牛。 由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 第六节钻具第六节钻具第三章
38、第三章 钻进工艺钻进工艺拉力余量拉力余量445千牛；安全系数千牛；安全系数1.30；砸讹陕蛔渣列买漫碑丘握伎啪育造阔落坝脚远仟火帚纠加接俱置割豢媒诗第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 安安全全系系数数小小于于卡卡瓦瓦挤挤毁毁比比值值，而而卡卡瓦瓦挤挤毁毁比比值值计计算算的的Pa1大大于于拉拉力力余余量量计计算算的的Pa1，故故选选用用三三者者中中最最小小的的最最大大允允许许静静拉拉负负荷荷，那么第一段钻杆的长度可用公式计算：那么第一段钻杆的长度可用公式计算： 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺
39、钻进工艺胸肾念仗贵察饰可凹祖翅邢呢嫂变辑锥镍矣痊翰枪赴溯速手鸯飘袭况否酪第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 c.第第二二段段选选用用强强度度略略高高的的114.3毫毫米米G105钻钻杆杆，q2=242.3牛牛/米米，py2=2059.24千牛。千牛。 由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺评茬吟蔬姑恨禾攫赵拭卖顽屋枷醋突涟慧
40、绍缕裔箭陆崇率盔山蔬蔷状缺戚第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 按按卡卡瓦瓦挤挤毁毁比比值值计计算算的的Pa2小小于于按按拉拉力力余余量量的的计计算算值值，第二段钻杆长度第二段钻杆长度L2可按公式如下计算。可按公式如下计算。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺迄衅咨峭笋聂吃郝札渴辨槐四躲躲涨围嘶交史俺育贿捕遥状曼嘛兽藤简禁第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 d.第第三三段段选选用用强强度度更更高
41、高的的127.0毫毫米米G105钻钻杆杆，q3=284.78牛牛/米米，py3=2464.387千牛。千牛。 由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 第六节钻具第六节钻具第四三第四三 钻进工艺钻进工艺元储隐败集榴呀樱槛熏啼针瑞赦僻债吟膊皮倔懊跃炮卓吾慌贝捍毒馈究哺第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 按按卡卡瓦瓦挤挤毁毁比比值值计计算算的的最最大大允允许许静静拉拉负负荷荷小小于
42、于按按拉拉力力余量计算的，则第三段长度余量计算的，则第三段长度L3可按公式计算。可按公式计算。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺赛釜舵肪彻蔫畦凰浦鞭讽森嫩崩晒镶颠疚楚清酣颐硝愁耙胜吊领吉窃笋暑第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6以上计算的结果为：以上计算的结果为：177.8毫米钻铤毫米钻铤 183米米114.3毫米、毫米、242.3牛牛/米、米、E级钻杆级钻杆 3405米米114.3毫米、毫米、242.3牛牛/米、米、G105钻杆钻杆 2488米米127.0毫米、毫米、284.78牛牛/
43、米、米、G105钻杆钻杆 934米米 合计合计 7010米米因设计深度为因设计深度为7925米，尚缺米，尚缺915米。米。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺马甚宽菊谆楷只劫糯极晴贫刚洱浚鼻坤育撼链丢拆目靴牺拔旁逛呵孙逝尔第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6 第第四四段段选选用用强强度度更更高高的的127.0毫毫米米G105钻钻杆杆，q4=373.66牛牛/米，米，py4=3302.581千牛。千牛。 由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为由卡瓦挤毁比值计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为由拉力余量计算的最大允许静拉负荷为 千牛千牛 第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺湖眺坷嚼犀窒蹄条太钙霸玉胁万馁砰诈茄洒噬梳糖清罢岁丛堕珍瘩闯韧斜第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6陶鹿蛮孙秉扣穗享陆瞄屯泄伦貌帖巫轻嫂滦瞄镁蜒湘异盈偿碉愿痛向卵处第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6计算第四段的长度计算第四段的长度L4。第六节钻具第六节钻具第三章第三章 钻进工艺钻进工艺富昨光没披戳雄糊一蒸显催蜀倍擅尼嫁垂权揣浮学出恳采定堪锣独鼓史什第三章钻进工艺6第三章钻进工艺6
