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浅谈石油钻杆工具中连接钻头的作用

发布时间:2020/10/9 9:25:27 浏览量:

石油钻杆工具中连接钻头、用以传递动力的杆件。 钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。石油钻杆在油田钻井工程中,是地面旋转系统、提升系统、循环系统与钻铤、钻头连接的主要部件,通过它们达到转盘带动钻头旋转,大钩带动钻头升降,泥浆送到井底形成循环,从而实现钻头破碎岩层并连续钻进。

石油钻杆的基本作用是:

(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。

API标准的E75到S135钢级,外径从2 3/8″到5 1/2″的系列石油钻杆以及具有高抗扭性能的双台肩接头钻杆和用于含硫油井的特殊钢级的BNK C95S钻杆。

石油钻杆主要适用于油气勘探开发过程中的深井、水平井和大位移井的施工中。

石油钻杆是尾部带有缧纹的钢管,用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头,并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中,钻杆可以多次使用。

在钻井过程中,钻柱在井眼中与套管内壁发生接触产生摩擦,使得扭矩和摩擦增加,而钻杆接头对套管的磨损影响大,因为钻杆接头的直径比钻杆本体大20%~30%,很容易与套管内壁接触并磨损套管。当接触力足够大时,润滑膜的润滑作用完全消失,钻杆接头与套管内壁直接接触产生了干摩擦。

在摩擦过程中,钻杆接头的磨损非常严重,偶然的碰撞就可能使钻杆接头产生断裂;同时,钻杆接头的磨损也使得套管壁厚减薄,抗挤能力随之降低。若对此估计不足,有可能因此导致钻井事故或油气井的早期报废,给油田造成巨大的损失。有研究结果表明,钻柱不居中使钻杆接头在钻井施工中与套管内壁相互摩擦是造成套管磨损的主要原因,而钻柱不居中又是钻探过程中不可避免的。

因此,可见如何降低钻杆与套管之间的摩擦接触或摩擦系数是防磨的关键与核心。钻杆接头耐磨带是以凸起的形式熔合在钻杆接头表面,用以代替钻杆接头来和套管摩擦的材料,对钻杆接头起到了保护作用。由于耐磨带的硬度低于钻杆本身,因此,对套管起到了一定的保护作用。而耐磨带在磨损掉一部分之后,可以进行重复堆焊使用。

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