钻铤类产品介绍及工艺特点
由于钻压是靠钻柱重量形成的,所以钻柱下部受压应力。
钻进时,一般所受钻压数值都大于钻柱的压杆稳定临界值,因之下部受压部分的钻柱将在自重作用下发生弯曲。
弯曲的钻柱在旋转时将引起交变应力,导致钻柱疲劳破坏。
为了降低疲劳破坏的程度,应当减小弯曲应力。
这就要求尽量缩短受压段的长度,并增大其刚性。
因此,钻柱下端受压部分不使用钻杆而改用钻铤。
钻铤用厚壁无缝钢管制成,种类有圆钻铤、螺旋钻铤、无磁钻铤、方钻铤等。
普通钻铤:(整体钻铤)
目前,公司已开发出长度12m以内的各种规格的钻铤系列产品,并且研制开发出新型双台肩螺纹石油钻铤,以适用于复合载荷下的深井、高压喷射钻井。
产品使用AISI4145H铬钼钢制造,对微量元素的含量进行有效的控制。
整体钻铤性能表
以7英寸整体钻铤为例介绍此类产品:
外径:7英寸(177.8㎜);螺纹连接类型:NC50—70(4 1/2IF);内径:57.2㎜/71.4㎜(2 1/4英寸或2 13/16英寸);长度9150㎜/9450㎜;台肩倒角直径:164.7㎜;弯曲强度比:2.54:1/2.73:1;公称直径:174.3㎏/m或163.9㎏/m。
其中,弯曲强度比为:内螺纹危险断面抗弯截面模数与外螺纹危险断面抗弯截面模数之比。
螺旋钻铤:
螺旋钻铤是在圆钻铤外圆柱面上加工出三条右旋螺旋槽。
在外螺纹端接头部分留有一段305~560㎜、内螺纹端接头部分留有一段457~610㎜不加工螺旋槽的圆钻铤段,以便于接卸操作和修扣。
重量比同尺寸的圆钻铤少4%。
在定向钻井中,因斜井较大,钻铤与井壁接触面积大,更容易发生粘吸卡钻,螺旋钻铤减少了与井壁的接触面积,所以得到了广泛的采用。
螺旋钻铤举例:
B I 型钻铤:此类钻铤有3个螺旋槽,右旋均布。
外径:165.1㎜~177.8㎜(6 1/2~7英寸);切削深度7.9±1.59㎜;导程1168±25.4㎜。
B II型钻铤:此类钻铤有3个螺旋槽,右旋,均布。
外轮廓曲线方程:()θ
ρ3
R。
式中:ρ—极径;θ—极角;R—半径;e
=e
1-
cos
-
—系数。
外径171.5㎜(6 3/4英寸);最大切削深度7.1㎜;导程1000±25.4㎜。
无磁钻铤:
无磁钻铤是使用低铬—锰合金钢制造,该材料是经过严格的化学成分分析锻造而成。
该材料经机械性能测试可以确保硬度、韧性、冲击值以及抗腐蚀性能符合标准,具有良好的低磁导率和良好的机械加工性能。
导磁率(磁场强度=1×105/4πNm):
最大值:1.010,平均值:μr≤1.005 。
磁场梯度:(热点)最大值:B≤0.05
方钻杆:
方钻杆位于钻柱的最上端。
在钻盘钻井中,主要作用是传递扭矩并并承受钻柱悬重重量;在涡轮和螺杆钻具的钻井中,方钻杆承受钻柱悬重重量和反扭矩。
方钻杆的结构:
方钻杆由驱动部分、上下接头等组成。
上部接头螺纹为左旋螺纹,下部接头螺纹为右旋螺纹。
水眼为圆型。
按方钻杆两端接头连接的不同可分为有细扣方钻杆和无细扣方钻杆。
我国和API标准系列均用无
细扣方钻杆,其两端接头与方钻杆对焊在一起,或与方钻杆做成一体。
国产方钻杆驱动部分的断面形状可分为四方钻杆和六方钻杆,一般大型钻机都使用四方钻杆,小型钻机多用六方钻杆。
方钻杆的规范:
方钻杆的规范是按方钻杆驱动部分对边宽度来分类的,长度一般比钻杆单根长2~3m。
API方钻杆有12.2m和16.46m两种,驱动部分长分别为11.28m和15.54m。
API四方钻杆规范(API—Spec7)
注:1)API方钻杆标准下部接头,1970年以后标准中规定为公接头。
2)参看上表。
3)棱角半径一栏中,分子为R C 公差,分母为R CC公差。
4)接头类型REG、IF、FH前的数值为in。
API六方钻杆规范
注:1)在订货51/2六角方钻杆,下部接头为4IF或41/2IF时,水眼内经d选择71.48㎜。
2)参看上表。
3)对角宽一栏中,分子为D C公差,分母为D CC公差。
4)接头类型FH、IF、REG前的数值单位为in。
国产四方钻杆的尺寸规格
国产六方钻杆的尺寸规格
方钻杆强度
API四方钻杆强度与套管的配合
API六方钻杆强度与套管的配合
①拉伸截面以距公扣台肩19.05㎜处的丝扣根部计算。