浅谈底部钻具组合(海10徐祥彪)

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1、浅谈底部钻具组合徐祥彪（中国石汕集团公司海洋工程有限公司钻井事业部10号平台）摘要：底部钻具组合是钻柱的主要部分，它与井斜和钻头的工作状况关系十分密切，是影响井身质量和钻井速度的主要因素。为此，根据井下工作条件和工艺要求，合理地设计钻柱及下部钻具组合，对于预防钻具事故，捉高钻头工作指标和冇效地克服井斜问题，减少井下复杂情况，从而实现安全快速钻井和完成各种井下作业，具有十分重要的意义。关键词：底部钻貝合理设计克服井斜引言底部钻具组合包括钻铤、稳定器、随钻震击器、减震器、扩眼器等;有时为了特殊的工程需要

2、，在下部钻具组合中则可能包括随钻监测工具（如MWD）、测试工具等。1・底部钻具简介1.1钻铤是钻柱下部结构的主要组成部分，它除给钻头提供钻压使钻杆处于受拉状态Z外，在直井钻进时，还使下部钻具组合以其具有较大的刚度扶止钻头而改善钻头工作的稳定性和有利于克服井斜的问题。钻铤的种类：按其结构划分有圆钻铤、螺旋钻铤、方钻铤，kl前海上常用的是螺旋钻铤，按其制造用的钢材有钢制钻铤和无磁钻铤，后者是用特殊的钢材（如以侪和備为基础的奥氏体钢等）制造的钻铤，用來把测斜仪的罗盘与有磁性的钢制钻柱上F的磁场隔开一个适当

3、的距离，以免在川磁性仪器（如罗盘等）测量井斜及其方位时，易受地磁场和有磁性的钢制钻具的影响。-般钻铤的长度为9」米（30英尺），但也有长为3.66〜4.57米（12〜15英尺）的短钻铤。采川短钻铤，可以调整钻具下部结构稳定器的位置。绝大多数钻铤只是在管体上直接加工连接螺纹，但也有采用対焊接头的。例如法国制造的钻铤，中间部分为评通钢材，两端焊接上优质钻钳钢山。（1）螺旋钻铤为了减少钻铤与井琏的接触而积，防止压差粘附卡钻，衣圆钻铤的外圆柱而上加工出三条右旋螺旋槽，成为螺旋钻铤。为了便于接卸操作和修扣，在

4、外螺纹端接头部分留有一段305〜560毫米和内螺纹端接头部分留有一段457〜610毫米的不切槽的圆钻铤段。螺旋钻铤的重量比同尺寸的恻钻铤约减少4%。（2）无磁钻铤非磁钻铤是一种不易磁化的钻铤，其用途是为磁性测斜仪器提供一个不受钻柱磁场影响的测量环境。无磁钻铤使用特殊的钢材制造的的钻铤，如蒙乃尔钢（含铜30%,含银65%的合金钢），这种钢抗钻井液腐蚀性能好，但价格昂贵；珞…線钢（含18%的珞，13%的铢）这种钢易于幫性变形导致螺纹过早损坏，特别是对需要大上紧扭矩的大钻铤更加不利；奥氏体钢（含镭人于18

5、%）,目前多数无磁钻铤都是用奥氏体钢制造，其制造方法为半热锻形变强化方法，缺点是对盐水钻井液应力腐蚀很敏感。（3）偏重钻铤偏重钻铤就是在普通钻铤上的一侧钻一排盲孔，造成一边重一边轻。当钻具旋转时就产生一个朝向重边的离心力，口转速越高，离心力越大。钻具每钻一圈就产生一•次钟摆力和离心力的重合，对井壁形成较大的冲击纠斜力，使井斜角减小。用这种偏重钻铤可以组成钟摆钻具进行纠斜。（4）柔性钻铤这种柔性钻铤是用于钻大曲率水平井，它市数根短钻铤靠特殊切口连接而成，这些切口使柔性钻铤能朝任意的方向产生很小的弯曲，

6、并能承受拉仲载荷、压缩载荷和扭矩，其内部装有一根高压橡胶软管以防止钻井液从切口漏岀并形成可靠的钻井液通道。这种钻铤目前使用不普遍。1.2稳定器稳定器是下部钻具结构的重要组成部分，它的结构设计要求具有小的间隙（相对于井眼）、较多的支撑血、较高的耐磨性和有足够的刚度，同时耍有良好的泥浆循环通路。国内外钻井现场所用稳定器的种类繁多；可适川于不同的地层岩性和钻井工艺技术要求。图7-23为稳定器的基本型式,可分为旋转叶片型、非转动橡胶套筒型、滚轮扩人器型三类。稳定器按其安装位置乂可分为钻柱型和井底（近钻头）型

7、1.3减震器：在钻井过程中，井下钻具会产牛垂直和旋转的冲击振动，特别在便地层、破碎地层和软硬交错地层钻进时，这种振动现象更为剧烈。因井下钻具的振动给钻井工作带来一系列的危筈（例如钻头先期破坏，经常造成钻头油钻具事故等）。由丁•减震器的使川，在很大程度上吸收这种振动，改善了井下钻具的工作条件。现在国内外的减震器种类繁多，有弹簧减震器、橡胶减震器、钢丝减震器和气建减震器等类型。1.4随钻震击器：海洋钻井、深井钻井费川昂贵。rh于现代钻井中下部钻具组合的直径都较大，容易造成钻具在井下遇阻卡等复杂情况和爭故

8、，加上一些特姝作业的需要，下部组合中有时加入昂贵的测试工具，如MWD等。所以，现在一般在钻具下部组合中都安放随钻震击器。在起下钻或钻进中遇阻卡时马上进行上捉下放，使其产生向上或向下的震击作用，恢复正常作业。1.5井下马达：井下动力钻具是常用的造斜工具z—,它分为涡轮钻具、容积式马达和电动钻具三大类。H前在我国海洋定向井的井下马达使用方面，电动钻具已不存在，涡轮钻具也很少使用，通常使用容积式马达（PDM型）、容积式马达可分为迪那、纳维和螺杆钻具。容积式马达具有下列优点：