钻井基本操作课件.ppt

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1、,钻井基本操作培训,钻井定义,旋转钻井系统,常用工具,钻井作业安全提示,能为您解决疑难是我的荣幸！,定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。钻井目的；确切地了解地下地质情况，正确判断储油构造，为油田开发方案提供第一手资料。钻井过程中，可以通过岩屑录井、取心、电测得到地层分层、岩性、岩石的物理化学性质、含油气情况；开采油气，提高油气采收率；形成油气到地面通道；油田开采后期钻注水或注气井。,定义和过程,过程：钻井工程拖航、就位、升船、压载、调平、升船、钻前准备、组合钻具、一开钻进、下入表层套管、固井、二开钻进、固技术套管、安装井口、组合钻具、钻至完钻井深、完井电测、下入油层套

2、管固井、测试、弃井等作业。完井工程组合刮管工具下钻刮管替入完井液、射孔、再刮管、组合完井防砂管柱、座封封隔器、砾石充填、下入生产管柱、安装采油树等作业。,典型钻机系统,旋转钻井系统,石油钻机是一套联合的工作机组。它是由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成。还有井架、底座等结构以及电力、液压和空气动力等辅助设备。一套钻机必须具备下列各系统和设备：钻具起升系统：包括绞车、辅助绞车（或锚头）、辅助刹车（水刹车、电磁刹车等）、游动系统（包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩）以及悬挂游动系统的井架。另外还有起下钻具操作使用的工具及设备（吊环、吊卡、卡瓦、大

3、钳、立根移运机构等）。旋转钻进系统：包括转盘和水龙头，井下配有钻杆柱和钻头，另外，丛式井或定向井还需配备井下动力钻具，这就构成了旋转钻进系统。钻井液循环系统：包括钻井泵、地面高压管汇、钻井液净化及调配设备（固控设备）等。动力系统：用来驱动绞车、钻井泵和转盘等工作机组的动力设备，按驱动类别的不同，其动力设备可以是柴油机、交流电动机或直流电动机，也可以是燃气轮机。,旋转钻井系统,传动系统：主要任务是把动力设备的机械能传递和分配给绞车、钻井泵和转盘等工作机。传动系统在传递和分配动力的同时具有减速、并车、倒车等特种功能。钻机的传动方式分为：机械传动（包括万向轴、减速箱、离合器、链传动和三角带传动等）机

4、械蜗轮传动（液力传动）电传动液压传动控制系统：为使钻机各个系统协调地工作，钻机上配有气控制、液压控制、机械控制和电控制等各种控制装备，及集中控制台和显示仪表等。钻机底座：用来安装钻井设备、方便钻井设备钻井设备的移动等。辅助设备：包括供气设备、井口防喷设备、辅助发电及起重设备等，以保证钻机能安全、可靠、正常地运行。,旋转钻井系统,钻机的基本参数：名义钻深范围：指钻机在规定的钻井绳数下，使用规定的钻柱时钻机的经济钻井深度范围。最大钩载荷：钻机在规定的最多绳数下起下套管、处理事故或进行其它特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。钻井绳数：用于正常起下钻柱及钻进时的有效绳数。游动系统最多绳数：钻机配备的轮系

5、所能提供的最大有效绳数,旋转钻井系统,钻井绞车：钻井绞车实际上是一部重型卷扬机，主要功能是：起下钻具、下套管。钻进时控制钻压、送钻。利用锚头上、卸钻具丝扣。吊升重物和其它辅助工作。绞车包括以下几个系统：支撑系统：即支架传动系统：包括传动轴、锚头轴、滚筒轴、轴承、链轮、链条控制系统：包括齿轮式牙嵌离合器、气动离合器、应急牙嵌离合器、司钻操作台、手柄、踏板、控制阀件等制动系统：包括刹把、刹带、刹车鼓 和涡磁刹车等卷扬系统：包括主滚筒、付滚筒（捞砂滚筒）、上、卸扣锚头润滑冷却系统：包括各链轮、链条的喷淋式润滑、滚动轴承的注油式润滑，主刹车鼓和涡磁刹车的循环水冷却防碰天车装置和自动送钻装置,旋转钻井系

6、统,钻井仪表：指重表：表示钻井钢丝绳受力大小的仪器，由指重表和灵敏表组成，内圈黄针（指重表）指示大钩悬重，外圈白针（灵敏表）钻井时可以指示钻压。打捞时可以指示接触鱼顶的状态、阻卡时显示出井内摩擦阻力的大小。泥浆泵压力表：一般由两只，分别指示两台泥浆泵的压力。泥浆泵冲数表：记录瞬时泵冲和累计冲数，可用于井控压井、固井、挤水泥时计算替泥浆量。转盘转数表：记录转盘速度。转盘扭矩仪：记量转盘扭矩。泥浆出口流量指示仪：记录泥浆出口管流量变化情况，配有声、光报警装置，当出现井漏或井涌时可报警，提醒司钻注意，及时发现井内出现的问题。泥浆池液面显示仪：也叫泥浆池总体积仪，记录泥浆池液面高度。计量罐液面指示仪：

7、记录起钻使用计量罐灌泥浆时，每次灌入井内的泥浆量。大钳扭矩仪：指示大钳上扣扭矩大小的仪表，指导钻具上扣扭矩。,旋转钻井系统,循化系统主要设备包括：泥浆泵、高压管汇、立管、水龙带、泥浆净化系统、泥浆槽和泥浆池等。泥浆泵：泥浆泵是泥浆循环系统的心脏，它以压力和流量的形式将动力传递给流体，把流体从泥浆池内抽出，压送进钻柱后达到钻头，完成高压喷射消耗掉大量能量，再经环形空间返回地面，通过泥浆筛和净化系统时，将携带的大量岩屑分离出来，最后干净泥浆重新回到泥浆池。,旋转钻井系统,泥浆泵的基本参数：泥浆泵工作能力的大小可以用其基本参数表示，分别是流量、压头、功 率、效率、冲次和泵压。流量：是指在单位时间内泵

8、通过排出管输出的液体量。流量通常以体积单位表示“L/min”等。压头：压头指的是单位质量的液体经泵压所增加的能量，也称为扬程，单位“m液柱”。功率和效率：功率指泵在单位时间内所做的功。一般把在单位时间内发动机传到泵轴上的能量称作输入功率或主轴功率。把在单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率。功率的单位为“KW”。泵的效率是指有效功率与输入功率之比。冲次：泵的冲次是指在单位时间内活塞的往复次数，单位为“次/min”。泵压：指泵排出口处的液体压力，单位“MPa”。,旋转钻井系统,泥浆净化装置：振动筛除砂器、除泥器：除砂器和除泥器是利用旋流原理，将泥浆及岩屑分流的设备。泥浆清洁器：泥浆清洁

9、器是对泥浆进行再分离的设备，经过振动筛、除砂器、除泥器后再经过泥浆清洁器，可将更细的砂粒分离出来。目前有两种泥浆清洁器，一种是高频细目（200目）振动筛，另外一种是高速离心机。脱气器：用于分离掉泥浆中的天然气。,喷射钻井水功率传递原理,泥浆池低压管汇泥浆泵地面管汇立管水龙带顶驱或方钻杆,钻杆钻具钻头环形空间高架槽振动筛其它泥浆净化装置泥浆池,钻井绞车操作风险,润滑系统 按照标准的保养图即注入程序进行保养并定期检查通往保养点的油路管线的密封状况，在保养点加注黄油时，遇到加注困难，应采取油路管线输通措施。润滑系统冬季使用220极压齿轮油，夏天用320，齿轮箱用220，链条箱用320。,死绳器 做好

10、标识，是否牢靠，底座的固定螺栓,工具不配套，检查完好，螺栓应做好标记。工具作为特殊检查用具应做好标识.,刹车机构刹车调节螺栓两侧的调节螺栓固定销，在作业间隙应随时检查，调节螺栓两侧的备帽螺栓应适当扭矩备紧，严格注意靠近平衡梁死端刹带片的磨损状况，定期检查刹车钢带的状况，刹带包围刹车轮辋的接触角约270度（滚筒贺周的3/4），上、卸刹带要小心，防止碰到手或身体其他部位；吊运刹带时，要把吊绳绑在刹带的两头，使 之不能相对抖动。弄刹带时，用力不要过猛，以防刹带变形，调整刹带及刹把的高度时，尽量使两边的刹带与办缘之间的距离一致，受力一致。一般应保持刹把在刹带刹紧时与钻台呈35度角，调节后要保持平衡梁处

11、于平衡状态，平衡梁两端头与下面托架之间的间隙应为6.5毫米左右,并要保持两端间隙相等.检查刹车轮鼓是否有磨损和龟裂现象,并清洁其内部,钻井绞车操作风险,钻井绞车操作风险,传动系统 要经常检查链条的润滑和所有链条销,注意链条箱发出的异响,钻井绞车直流电机检查完毕后,测试绞车时,应严格进行单电机测试,上卸扣猫头力矩相差3倍,应按需要分别使用,如果要使用事故离合器,应先停车,后挂合,再起动电动机.绞车的运行、运输过程中或者是在非检查和非加油时，各油口或孔、通气孔、检查口或孔等都必须盖好。检查绞车轴承温度是否正常，有无异响（轴承加热温度小于238度）,防碰系统 防碰天车必须气阀完好,气管线不漏,防碰天

12、车拆除后,司钻必须采取减缓游车上行速度,并通知井架工,定期核对数字式防碰联动装置状况.,钻井绞车操作风险,冷却系统电磁刹车的发热量通常很大，对其温度要经常检查，冷却方法应正确，绝不能从外部用水浇。不允许在没有冷却水的情况下，频繁地使用主刹车，当偶然忘记通水而引起刹车鼓过热时，不允许马上通入冷水，以免刹车鼓破裂或冷却水套破裂。在没有冷却水时，绝不允许使用涡磁刹车，冷却水的进入温度不得超过38度，出口温度不得高于75度。气源气源压力在0.75-0.83MPa(110-120psi)之间，活动各控制阀，检查阀的动作是否可靠正确。关闭时快速放气阀是否正常放气，进排气是否畅通无阻，各气管线是否漏气。上卸

13、扣猫头及滚筒作业间隙检查两侧猫头的固定螺栓，在运转时，禁止在猫头及滚筒区域作业与停留。调整两侧的滚轮，与钻井大绳、排绳器的位置相适应，以减少大绳的磨损，及对滚筒两侧的磨损。,常用井口工具,井口工具包括各种卡瓦、吊卡、吊环、大钳、气动、液动工具等。吊卡吊卡是我们应用的提升工具之一，吊卡从结构上分为：平台肩吊卡；18度吊卡；卡瓦式吊卡；气动吊卡；单根吊卡等。平台肩吊卡主要用于套管、油管、钻铤等带台肩的管串，目前我们用的主要有套管吊卡、钻挺吊卡。18度吊卡是我们最常用的吊卡，主要应用在18度钻杆管串的起升，从2-7/8”5-”尺寸不等。卡瓦式吊卡主要用于小尺寸钻具或油管管串，它的负荷比较小，尺寸范围

14、主要在1.050”3-”,负荷在20T75T不等。气动吊卡属于半自动化的吊卡，目前我们用的还不多。下套管用的卡盘应该属于这个范畴，方便操作，节省人力。,常用井口工具,大钳大钳是连接钻柱的主要工具，目前我们井口用的手动大钳主要有DB大钳，SDD大钳，B型大，C型大钳。DB大钳：主要工作尺寸3-”至 8-”，加大钳头可到17” 扭矩范围： 3-”至 8-”，65000ft-lb 8”至17” 40000ft-lbSDD大钳：主要工作尺寸4“至8-” ，加大钳头可到17”扭矩范围：4”至12”，15-”， 100000ft-lb 12”至15” 75000ft-lb 16”至17” 60000 ft

15、-lbB型大钳：主要用于套管的上卸扣，尺寸范围3- ”到13-3/8”，加长钳头最大可到25-”C型大钳：这是一种便携式的大钳，尺寸范围2- 3/8”到10-”，最大扭矩：35000ft-lb,常用井口工具,吊环吊环是钻柱不可缺少的提升工具，分为单臂吊环，双臂吊环。我们平台用的钻柱吊环为长2 “/132“，350吨负荷；下套管用吊环为3 “/144”，500吨负荷。钻挺提升器小吊环分单臂和双臂两种，单臂吊环150吨负荷，双臂吊环80吨负荷。,卡瓦卡瓦分为手动卡瓦，弹簧式卡瓦，及最新发展的气动卡瓦。我们现在应用的主要是手动卡瓦。按照规格可分为：套管卡瓦，油管卡瓦，钻杆卡瓦，钻挺卡瓦等。,常用井口

16、工具,卡瓦卡瓦分为手动卡瓦，弹簧式卡瓦，及最新发展的气动卡瓦。我们现在应用的主要是手动卡瓦。按照规格可分为：套管卡瓦，油管卡瓦，钻杆卡瓦，钻挺卡瓦等。,钻杆卡瓦钻杆卡瓦( Varco )分为SDS,SDML,SDXL,三种长度规格；SDS型为短型卡瓦，尺寸范围：2 3/8“至4 “；SDML型为中型卡瓦，尺寸范围：2 3/8“至5 “；SDXL型为中型卡瓦，尺寸范围：3 1/2“至5 “。,常用井口工具,套管卡瓦 套管卡瓦( Varco )型号为：CMS-XL 尺寸范围：6 5/8“至30“ 常用套管卡瓦节数： 7”： 12节 9 5/8“：14节 13 3/8：18节,钻铤卡瓦钻挺卡瓦( V

17、arco )型号分为：DCS-S, DCS-R,DCS-L三种DCS-S尺寸范围：3”至4”（7）; 4”至4 7/8（7）”DCS-R尺寸范围：4 ”至6”（9）; 5 1/2”至7”（9）DCS-L尺寸范围：6 3/4”至14”,常用井口工具,SSW-40气动旋扣钳SSW-40气动旋扣钳主要参数：尺寸范围 : 3 ” to 9 ” (89-241 mm)旋转速度(5” 钻杆) : 120 RPM扭矩(5” Pipe) : 1100 ft lbs (1490 Nm)气压 : 90-120 psi (6,2-8,6 Bar),井口操作风险分析,常用井下工具,井下工具包括扶正器、随钻震击器、取芯

18、筒、浮阀、水力割刀、刮管器、铅模、公锥、母锥、 卡瓦打捞筒、磁铁打捞器和反循环强磁打捞器、一把抓、反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮、磨鞋、安全接头、套管捞矛、接头等.,典型钻柱总成,常用井下工扶正器,扶正器 扶正器是下部钻具结构的重要组成部分，它可以防止井壁对钻具的磨损，根据扶正器在钻柱中的位置不同起到防斜、纠斜和稳斜的作用。按其安装位置分为钻柱型的井底型（近钻头）;按照扶正器翼片加工形式分为整体扶正器和可换套式扶正器；按照扶正器翼片形状分为螺旋扶正器和直翼扶正器.,常用井下工具震击器,震击器 随钻震击器是随钻柱一起进行钻井作业的井下解卡工具，当钻井过程中发生卡钻事故时，可根据需要及时启动震击器

19、，进行连续上击或下击，使之解卡恢复正常钻进。现用随钻震击器是ANADRILL CO.E.Q.全机械式的，有4 3/4“、 6 1/2”、8“等几种规格。震击器可以单独选择向上、向下两个方向的冲击力，震击负荷预先在地面调较，也可以在井口现场调校，该震击器对扭矩不敏感，它有一个全机械释放机构，配有能在油中密封的工作部件，可以减少内部磨损。另外，为了减少震击器心轴的挠曲应力，在震击器的下端要接上挠性接头。,常用井下工具震击器,盘根,外筒,心轴,花键体,锁紧机构,开启8关闭,作用：卡钻时用来产生强冲击力的钻井工具,特点：卡钻后立即以正确的方式震击解卡的几率很高,使用注意事项：如果发现震击器结构间的连接

20、松动，确认正确的上扣扭矩值，不要按接头的扭矩要求紧扣；不要在心轴露出部分的抛光位置拴倒链、打大钳或坐卡瓦；机械式震击器出厂设定为复位状态，入井时应设置为复位或伸出状态；在钻台上立放时，震击器位于立柱的任何位置都应处于复位状态；液压震击器运输时在心轴上装有安全卡子，入井时必须处于开启状态；在钻台上立放时，震击器位于立柱的任何位置都应将安全卡子装上；,常用井下工具震击器,泵开力对(液压或机械式)震击器的影响缺点下击复位困难或不能复位，震击时降低排量/停泵或放压优点上击较易复位,泵开力对机械式震击器的影响优点向上震击需要的拉力较小缺点向下震击需要很大下压重量，向下震击时降低排量/停泵或放压,泵开力对

21、液压式震击器的影响优点增大震击力量大缺点削弱震击力量，向下震击时降低排量/停泵或放压,常用井下工具震击器,循环,内管,憋压或循环压力将震击器推向开启状态的力手册查找厂家、型号和尺寸震击器的泵开力参数,下盘根,机械式震击器不能震击的原因震击器未复位震击器故障未考虑泵开压力上提下压重量不正确不知道或弄错震击器工作负荷井眼摩阻过大对扭矩敏感的震击器受残余正向扭矩影响,液压式震击器不能震击的原因震击器未复位等待时间不够卡点在震击器以上井眼摩阻过大震击器故障,常用井下工具震击器,常用井下工具震击器,常用井下工具,浮阀钻井过程中，特别是钻到很疏松的砂粒岩且岩石很细碎，在井眼的环空会有很多的细砂，在下钻、接

22、单根时泥浆会倒流，大量砂粒从钻头水眼进入钻具内，开泵就可能造成堵死水眼。目前各油田正普遍开展钻大角度斜井、水平井，钻井中一般须使用MWD和井下动力钻具。,常用井下工具,水力割刀 水力割刀用于弃井过程中，切割套管的作业。是一种利用循环钻井液的液力来推动割刀进行管内切割的工具。其结构由顶部接头、本体、活塞、活塞管、弹簧耐磨衬套、割刀臂、喷嘴、铰链销等部件组成。,常用井下工具,刮管器 用于清除残余在套管内壁上的水泥块、硬腊、各种盐类结晶或沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以便畅通无阻地下入各种井下工具。,F级-E级钻井队长钻具接头教案,培训对象：经过副钻岗位半年或经过相应的培训具有

23、大专以上学历的人员；教学目标掌握力矩的计算、螺纹的规范、通过作业案例进行分析钻井作业过程中接头使用和维护，按照管理细则进行拓展掌握在钻井作业中如何根据实际作业条件进行钻具管理。 重点力矩的计算；钻具使用管理。,钻具接头教案,掌握内容：力矩的计算；认识螺纹；接头分类；钻具管理。掌握重点及考核内容：钻具管理；力矩计算；接头分类；螺纹认识；钻具事故分析；力矩的计算。实操训练：组合钻具与分析。现场钻具管理。,准备好了吗？,常用井下工具案例,井深：3587.21米.起出12-1/4” conebit(J22)钻头，发现3号牙轮尖及15棵镶齿落井，决定下入12-1/4”conebit(J3)钻具组合打捞后

24、钻进，正常下钻至井底，反复打捞7次后，开始划眼测试钻进，发现旋转负荷逐渐增大至12000IB/FT，BOT:3t，400，SPP:19Mpa时，扭矩突然增大又突然下降，泵压由19Mpa降至10Mpa，悬重由原来120t降至74t，钻具落井,落鱼结构：12-1/4”J3+280mm捞杯+631*631+12-1/4”Stab+631*730+9”减振器+731*630+12-1/4”Stab+631*730+9”DC+731*630+12-1/4”Stab+8”DC+7-3/4”FJ/Jar+8”DC+631*410+5”DP。我们结合此次事故钻具组合讨论钻具脱扣的原因？,常用井下工具案例,想象

25、现场螺纹问题越多越好哦！,换算因数,扭矩的法定单位是N.M(牛顿米) 1N.M=0.1daN.M(十牛顿米)1N.M牛顿米=0.102kgf.m千克力米 英尺磅力FT.IB*0.1356=daN.m(十牛顿米)daN.m(十牛顿米)*7.38=IB.FT磅英尺,记住哦！,换算因数,力单位换算系数表,力矩单位换算系数表,常用井下工具,转换接头钻柱接头是用高强度合金结构刚，经过热处理加工而成。 转换接头是用于转换连接钻柱的构件。按其外形和使用可分为同径式（A型）、异径式（B型）和左旋式（C型），其结构形式：,常用井下工具,常用井下工具,材料的力学性能,所有转换接头的力学性能均应符合钻铤的材料要求，

26、见表729。B型接头制成直径（Dm）的表面硬度应按现行版ASTM A370测量，并符合表736所列的要求。,常用井下工具,螺纹转换接头的螺纹应与其连接件的螺纹一致，符合质最要求，螺纹需经磷化或镀铜。英寸制统一螺纹，在英寸制国家广泛采用，该类螺纹分三个系列：粗牙系列UNC，细牙系列UNF，特细牙系列UNFF，外加一个定螺距系列UN。,标注方法：螺纹直径每英寸牙数 系列代号精度等示例： 粗牙系列 3/816 UNC2A 细牙系列 3/824 UNF2A 特细牙系列 3/832 UNFF2A 定螺距系列 3/820 UN2A第一位数字3/8表示螺纹外径，单位为英寸，转换为米制单位mm要乘以25.4，

27、即3/825.4=9.525mm；第二、三位数字16、24、32、20为每英寸牙数(在25.4mm长度上的牙数)；第三位以后的文字代号UNC、UNF、UNFF、UN为系列代号，最后两位2A为精度等级。,接头类型,接头和丝扣 钻具两头的粗扣螺纹，API标准称其为旋转台肩式连接螺纹，由于对焊接头与管体连接部分加厚形式的不同，所以有多种不同的扣型，即内平、贯眼、正规。接头的类型根据钻杆接头内径和钻杆本体内径的关系，接头分为内平、贯眼、正规三类。内平式接头:适用于外加厚及内外加 厚的钻杆，用这类接头连接起来的钻杆只有一个内径 ( 对外加厚钻杆而言 ), 即接头内径、钻杆加厚部分内径和钻杆管 身部分内径

28、相等，泥浆流过接头肘，流动阻力小，有利于涡轮钻井和水力功率的利用。但这类接头外径最大，因此接头容易磨损。,接头类型,贯眼式接头，如图所示。适用于内加厚戎 内外加厚钻杆。用贯眼式接头连接起来的钻杆有两个内径，接头内径等于钻杆加厚部分的内径，但小于钻杆管身部分的内径，泥浆流经这类接头水眼肘，阻力大于内平式接头。这类接头的外径小于内平式接头。,正规式接头，如图所示，适用于内加厚钻杆。正规接头的内径小于钻杆加厚部分的内径，钻杆加厚部分的内径又小于钻杆管体的内径，所以用正规接头连接的钻杆有三个不同的内径。泥浆流经这类接头时阻力最大，但它的外径最小，强度较大。正规式接头在大尺寸钻具等处使用。,接头类型,钻

29、杆两头的粗扣螺纹，API标准称其为旋转台肩式连接螺纹，由于对焊接头与管体连接部分加厚形式的不同，所以有多种不同的扣型，即内平、贯眼、正规。一九六四年美国石油学会、钻井和服务设备委员会为了改进旋转台肩式接头的螺纹连接的工作性能，采用了新型数字型接头（NC）系列在此系列13种尺寸的接头中选出11种作为正式标准它以二位数字表示公扣基面螺纹节圆直径的大小，NC型接头采用V型螺纹，具有1.651毫米（0.065英寸）平螺纹顶和0.965毫米（0.038英寸）圆形螺纹底。螺纹牙型以V0.038R表示，并可与V0.065牙型相连接。 API标准中的全部内平（IF）和除5 12FH的全部贯眼型（FH）接头的标

30、准已逐渐废除。,接头类型,各种接头术语的缩略语表示如下,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,钻柱的设计主要考虑钻柱本身重量的拉伸载荷，并采用一定的设计系数来考虑起下钻时的动载或其它力的作用,对一些特殊作业有时需进行抗挤或抗内压强度的校核。钻柱使用确认必须下列的参数： 预计钻柱下入总深度；井眼尺寸；预计的钻井液密度；要求的抗拉安全系数或超拉极限;要求的抗挤安全系数;要求的抗扭安全系数;钻铤的长度、外径、内径和单位重量;要求的钻杆规格和检验等级。,正确选择安全系数和超拉余量是极为重要的。不能提供一个足够的安全系数就会造成钻杆的损坏，而一个保守的选择又会导致钻杆的过重和更大的浪费，在整个钻井情

31、况，特别是井下遇阻、遇卡的可能。安全系数往往还应考虑包括卡瓦挤毁和起下钻时的加速和减速引起的动载许可值;在深井作业中，因钻柱重量大，钻杆坐于卡瓦中将受到很大的箍紧力，如其合成应力接近或达到材料的最小屈服强度时，会造成卡瓦挤毁钻杆;当钻斜井、深井、扩孔或遇卡钻时，钻杆的抗扭强度成为关键性的参数 ；应特别注意的是在一般情况下加于钻杆柱上的扭矩不允许超过钻杆接头的实际紧扣扭矩。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,钻具事故（1）钻具疲劳断裂。（2）钻具严重磨损、腐蚀，在正常负荷下断裂；被钻井液刺断。（3）钻铤修扣过长，引起公母扣根部折断。（4）地层引起的跳钻，使钻具松扣，而被钻井液刺坏或折断。

32、（5）钻具丝扣被钻井液刺坏造成钻具落井。（6）拉力超过钻具的屈服强度断裂。（7）扭矩超过钻具的屈服强度，扭断钻具本体、丝扣根部、母扣胀扣、滑扣。（8）配合接头的破裂、滑扣。（9）配合接头反复上卸丝扣，严重磨损而滑扣。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,钻具事故（1）钻具疲劳断裂。（2）钻具严重磨损、腐蚀，在正常负荷下断裂；被钻井液刺断。（3）钻铤修扣过长，引起公母扣根部折断。（4）地层引起的跳钻，使钻具松扣，而被钻井液刺坏或折断。（5）钻具丝扣被钻井液刺坏造成钻具落井。（6）拉力超过钻具的屈服强度断裂。（7）扭矩超过钻具的屈服强度，扭断钻具本体、丝扣根部、母扣胀扣、滑扣。（8）配合接头

33、的破裂、滑扣。（9）配合接头反复上卸丝扣，严重磨损而滑扣。,大量资料表明，疲劳破坏是钻具破坏的最常见形式，也是发生钻具事故的最重要原因。钻具疲劳破坏一般包括纯疲劳破坏、伤痕疲劳破坏、腐蚀疲劳破坏三种基本类型。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,钻杆的疲劳破坏分析:在钻井施工中，钻杆承受拉伸、压缩、扭转与弯曲的高变应力，其中拉伸和弯曲（在同一管壁上的交替拉伸和压缩）是最危险的应力。在直井钻井中，如果钻具重量和钻压相配合，钻具下部的钻杆受压缩而发生弯曲的几率相对较小，因而发生疲劳破坏（一般指纯疲劳破坏）的几率也就很小；但在定向井钻井中，钻杆在弯曲井眼中转动时将产生周期性的弯曲应力，管子的每

34、边在钻具转动一圈过程中，都要经受从拉伸到压缩的循环应力。在这种高变应力作用下，即使有足够数量的钻铤，钻杆仍有可能会发生疲劳破坏。一般而言，靠近钻铤的钻杆发生弯曲的可能性最大，因为钻铤刚度大，能抵抗弯曲，所以弯曲常发生在钻铤以上的钻杆处，而且钻杆所受的最大应力常发生在加厚部位的末端，约距接箍50cm左右的位置。这是因为由于钻杆接头强度相对较高，刚度相对较大，接头不可能弯曲，弯曲只能发生在接头的下管壁强度较低的钻杆本体上，在这断面变化的位置，起到类似虎钳固定的作用，成为弯曲的支点。因此，大多数钻杆破坏发生在距接头1.2米范围以内。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,钻铤的疲劳破坏 在钻井过

35、程中，一般情况下，所用钻压超过钻铤弯曲临界钻压，所以下部钻铤也常处于弯曲状态。同钻杆的破劳破坏一样，钻铤在弯曲状态下旋转时也容易产生疲劳破坏。所不同的是钻铤本体的刚度比扣部大，故应力集中在强度相对较弱的扣部处上，因此，大部分钻铤断裂均发生在扣部。钻铤扣部在受到钻铤弯曲作用时，一般有两个应力集中区，当钻铤上扣完好时，公、母扣台肩密合在一起，而在母扣根部最后未啮合扣处，抗弯截面突然减小，因而产生应力集中，在弯曲高变应力作用下，容易在该处的螺纹根部发生断裂，这种钻铤破坏在现场不常见；当钻铤上扣不紧时，公、母扣台肩面没有密合，或由于弯曲力矩作用使台肩面分离，公接头受不到台肩面的支承，因而在公扣根部与母

36、扣啮合的第一扣附近，出现应力集中区，同时由于螺纹的切口效应在此处最容易产生疲劳破坏，这是钻具破坏最常见的形式。为了避免这类形式的破坏，必须施加足够的紧扣扭矩，使台肩面受到充分的弹性压缩。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,违章操作造成钻具事故在强力震击、溜钻、顿钻等冲击力作用下，折断钻杆。在强力扭转作用下，造成钻具断裂、胀扣。钻具检查疏忽，甚至入井前未进行钻具检查，将质量差或已损坏的钻具下入井内使用，或者将低级别钻杆混合于高级别钻杆中使用，在超负荷使用时，造成钻具本体损坏。螺纹密封不符合使用要求，螺纹连接不紧，台肩不密封，造成螺纹连接部位刺坏、断落。,腐蚀疲劳是在腐蚀环境中的疲劳是今天

37、钻具发生提前损坏的原因，我们要注意钻具发生腐蚀疲劳过程：腐蚀剂氧气、二氧化碳、硫化氢溶解盐类、各种酸类。影响腐蚀的速率因素PH值、温度、流速、不均匀性、高应力。现场钻具腐蚀途径均匀腐蚀、局部腐蚀、锈蚀腐蚀、电化学腐蚀、腐蚀疲劳、硫化应力破裂。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中关注问题,硫化氢对钻柱的破坏:硫化氢是一种剧毒和腐蚀性很强的气体，无色无嗅能置人于死地，它来源于含硫化氢的地层流体，泥浆添加剂的化学分解和酸化作用中。硫化氢与金属接触后，其中的氢原子进入金属内部，产生很多气泡引起脆化，这种现象称为“氢脆”。材质越硬，含碳量越高的钢材在硫化氢地区越容

38、易产生氢脆，这在石油工业中是十分有害的。消除硫化氢的办法有：使用高PH值( 碱性大)的泥浆钻井，一般PH值不得小于10.50；使用带有塑料内涂层的钻杆；用化学方法处理，将硫化氢变成惰性沉淀物；使用油基泥浆钻井。,钻具事故的预防,纯疲劳破坏、伤痕疲劳破坏采用最佳紧扣扭矩钻具的紧扣扭矩不易过小，也不易过大，应采用一个最佳的紧扣扭矩值，如果扭矩偏小，则不能在接头台肩面产生足够弹性压缩，来防止台肩面的分离；但如果紧扣扭矩过大，超过接头的屈服强度时，则会引起公接头的伸长和母接头的膨胀变形，对于钻铤，采用最佳扭矩，尤为重要。一般而言，大尺寸钻铤大多数是由于紧扣扭矩不足而引起接头漏失或公接头疲劳破坏。除此之

39、外，合理的紧扣扭矩还可避免刺钻具现象的发生，由于接头螺纹的顶部和底部都留有间隙，于是在螺纹两端之间形成通道，在台肩面之间可能发生泥浆泄漏，造成接头严重冲蚀，甚至刺漏钻具。,讨论的措施越多越好哦！,钻具事故的预防,腐蚀疲劳的预防措施：控制钻井液的pH值。为了使钢的腐蚀减到最小，就要在不影响其它所要求的钻井液性能的情况下，在水基而有溶解氧的系统中，保持pH值在9.5或较高值。使用适合的防腐剂或除氧剂，以使因腐蚀导致的重量损耗减至最小。在使用较低pH值，低固相钻井液时，这种方法特别有效。由于不同的腐蚀介质和不同的钻井液系统（特别是空气钻井），需要不同类型的防腐剂，因此必须细心地选择防腐剂的类型和控制

40、使用剂量。用错防腐剂类型或剂量可能会加速腐蚀。使用内涂层钻杆，操作必须小心，防止损坏内涂层。使用好脱气器和除砂器，消除有害的各种溶解气体和有腐蚀作用的物质。通过保持泵连接件的密封和减少钻井液返池时的喷注来限制氧的渗入。通过保持适当的钻井液密度来限制气侵和地层液体的侵入。钻柱出井要用淡水冲洗掉钻杆上的所有残留钻井液。通常在不影响腐蚀速度的情况下，采取降低循环应力强度或提高材料的疲劳强度的措施，可延长材料的腐蚀疲劳寿命：使用厚壁钻具；在可能的情况下通过减小狗腿的严重程度和保持井眼的笔直性来降低接头附近的高应力；使应力集中点，如卡瓦伤痕、大钳伤痕、擦伤、刻痕、凹槽等减至最少；使用淬火和回火组件。,讨

41、论的措施越多越好哦！,钻具事故处理注意的问题,正常时许用的遇卡拉力可以是以下两个数值的最小一个:震击器以下钻具在空气中的一半;钻具中最低抗拉强度的85%.最大上提拉力计算:例:混合钻具组合，如6 5/8“(REG)-5“(NC50)钻杆，则应检查一下弱点位置。 最大超荷提升值（Tm）=0.85弱点处拉伸强度计算弱点以上钻柱在空气中的重量（Wsw），如果弱点在地面，则Wsw=0。在悬重刻度盘上显示的最大超荷提升值（Wim） WimWb+ Wsw +Tm计算卡点处（T）的超荷提升值 TWi- Wb- Ws 式中：Wb游车重量 Wi悬重刻度盘上读数 Ws卡点以上钻柱在空气中重量注意：Wi决不可以超过

42、Wim,钻具事故处理注意的问题,震击计算:震击上击的负荷：Ls=Wi-Wj+Lj+Dh-Pf震击上击的负荷：Ls=Wi-Wj-Lj-Dh-Pf 式中：Ls操作震击器地面负荷（单位：磅 ） Wi悬重刻度盘上读数 Lj预期的震击力 Dh=井眼阻力 Pf=循环泥浆的作用力注意：震击器震击之前确认发射状态；起钻遇卡-下击；下钻遇卡-上击；在开泵循环期间会有泥浆的循环力。,流程梳理,泥浆池低压管汇泥浆泵地面管汇立管水龙带顶驱或方钻杆,钻杆钻具钻头环形空间高架槽振动筛其它泥浆净化装置泥浆池,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中处理问题,现在钻柱的设计比以往任何时候都更显重要。因钻头的使用时间延长，所以钻柱在入

43、井前的正常起下钻的井口检验之间，要在井内承受更长的旋转时间。由于钻井工艺的发展，井越打越深，钻柱在井内的受力情况越来越复杂，负载越来越增加，故在深井钻井中，也越来越要对钻柱的拉伸、扭转和挤毁载荷进行较为严密的校核。,我们结合现场作业如何进行预防？,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中处理问题,螺纹定期进行无损探伤检查，有检验合格证书的钻铤方可送井使用。 在井下旋转8001000小时后，一律送回基地重新车扣，新车螺纹应磷化处理，防止粘扣发生。在钻头与钻铤间加入减震器，避免跳钻损伤钻铤螺纹。在钻完一口深井和三口浅井后应送回基地检查。卡卡瓦时应轻放、操作平稳。钻杆露出转盘面高度不超过0.50.6米，以能

44、扣上或打开吊卡为宜。上卸扣时吊钳不许咬在本体上，两把吊钳钳柄夹角应成90120度，防止夹角太大把钻杆拉弯。同时禁止单钳紧扣和转盘崩扣。钻井周期长时建立健全和坚持钻具“以新换旧”或“以优换优”制度。建立钻具分级管理和报废制度。遇卡上下活动时，应限制在钻杆允许的抗拉安全负荷与抗扭安全负荷范围内，不许超负荷提拉与转动。应定期检查圆补心的磨损情况。若磨损严重，应及时更换或修理，以免与卡瓦配合不当导致卡伤钻杆本体。,引申问题钻井队长在钻柱使用过程中处理问题,遵循科学和细致的管理是预防钻具事故的z重要环节,常用打捞工具,铅印 铅模是在打捞作业中用来打印落鱼形状和了解鱼顶偏离井眼中心的情况用的。铅印的使用:

45、（1）铅印直径比套管内径小4.8毫米即可。（2）打印时按0.1930.386千牛/毫米（0.51吨/英寸） 加压只可一次加压打印不得两次打印以免难以分析。（3）由于铅很软，应在运输或存放过程中注意避免碰撞。,公锥和母锥公锥是内打捞工具，用来打捞钻铤、接头和钻杆加厚部位。母锥是外捞工具，用来打捞钻杆本体，用爆炸松扣方法配合倒扣时，可用它来打捞钻杆接头或钻铤。,常用打捞工具,卡瓦打捞筒Bowen150系列卡瓦打捞筒分为高强度型与小井眼型两类，按内装打捞配件的不同分为螺旋卡瓦打捞筒与篮式卡瓦打捞筒两种。落鱼直径接近最大打捞尺寸时选用螺旋卡瓦和A型盘根。落鱼直径比最大打捞尺小12.7毫米（1/2）以下

46、时选用篮式卡瓦和R型密封控制环或E型或M型密封控制环，R型和E型密封控制环的内盘根是模压的，在现场不能更换，外密封可在现场更换，M型密封控制环的内外盘根都是模压的，在现场均不能更换，无论R型、E型或M型密封控制环都有平口和铣齿两种。,常用打捞工具,卡瓦打捞筒打捞和退出原理打捞筒的抓捞零件是螺旋卡瓦或篮式卡瓦。它外部的宽锯齿螺纹和内部的打捞牙均是左旋螺纹。宽锯齿螺纹与筒体配合间隙较大，这使卡瓦能在筒体中一定的行程内胀大和缩小。当鱼顶被引入筒内后，只要施加一轴向压力，落鱼便能进入卡瓦，随着落鱼的套入，卡瓦上行并胀大。在弹性的作用下，坚硬而锋利的卡瓦牙将落鱼咬住。上提钻柱，卡瓦在筒体内向下运动，直径

47、缩小，落鱼则被抓得更牢。因为筒体和卡瓦的螺纹都是左旋螺纹，并由控制环约束了它的旋转运动，所以释放落鱼时，只要将卡瓦放松，顺时针方向旋转钻具，捞筒即可从落鱼上退出。,常用打捞工具,磁铁打捞器和反循环强磁打捞器 磁铁打捞器和反循环强磁打捞器是用于打捞井内可被磁化的金属磁场的一种工具，硬地层打捞效果显著。磁铁打捞器的分类：按磁钢类型可分为永磁型和充磁型；按循环方式分为普通型和反循环型。磁铁打捞器的组成：外壳、磁钢、铣鞋和护磁板组成。打捞器外筒是由高导磁性、低顽磁性材料制成的铁磁外套，作为一个磁极；永久磁芯的下端为另一个极。在铣鞋磁芯中间用非磁材料（铜）隔离，防止短路。打捞时，铁磁落物将两磁极搭通，使

48、之牢牢地吸附在磁力打捞器底部。,常用打捞工具,反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮反循环打捞篮是利用钻井液流在靠近井底处的局部反循环将井下碎物收入篮框内的一种打捞工具;反循环强磁打捞篮是一种多用途组合式打捞工具。它装上篮框即是打捞篮；将篮框换成磁芯则成为反循环强磁打捞篮；将铣鞋换成爪头又可组成反循环一把爪。反循环打捞篮、反循环强磁打捞篮工作原理:反循环打捞篮和组合式强磁打捞篮的钻井液循环路线相同，下钻到底正循环冲洗井底之后，投入一钢球，待球入座后，钻井液则由双层筒体之间的下水眼射到井底，然后从井底通过铣鞋（或一把爪）进入捞筒内部，最后由上水眼返回到环空间。在钻井液反循环作用冲击和携带下，被铣鞋拨松的

49、井底碎物随钻井液一起进入篮框，或被磁芯吸住而捞获。,常用打捞工具,磨鞋 磨鞋是用来磨铣井底金属落物，修整鱼顶用的，有时也用来磨铣较短的被卡钻铤、钻杆。磨鞋分为平底磨鞋、凹底磨鞋、锥形（梨形）磨鞋和导向领眼磨鞋。安全接头 安全接头是接在打捞工具、封隔器和钻铤（正常钻进时）之上和震击器之下的一种安全工具。当落鱼被卡，打捞工具退不开或封隔器被卡提不出来时，可以从安全接头处倒开，起出安全接头以上的钻具。 安全接头分为正扣安全接头和反扣安全接头。它的内径、外径和钻杆接头的内外径是相同的。,常用打捞工具,套管捞矛 套管捞矛用于打捞弃井作业中井下套管或在下套管过程中，意外落井的套管。套管捞矛总成:上部接头、

50、连接套、固定块、定位螺钉、卡瓦及捞矛杆组成上接头:上部是钻杆母扣，下部是粗牙螺纹与矛杆相连接，在下端面加工有牙嵌。矛杆: 下部有一段分开的圆锥面，上部除了粗牙螺纹以外在圆柱面上有三个均匀分布的键，其中一个长，两个短。卡瓦: 下部是分呈三瓣，外表是坚硬的打捞螺纹，内表面是锥面。,常用井下工具,常用钻具丈量,一、钻具检查丈量要求：钻具从拖轮吊至平台时，要注意使用的先后顺序，先用的钻具要摆到最上面。必须将钻具两端的丝扣清洗干净，检查丝扣有无损坏，尤其要检查钻具接头的台阶面是否完好，如有问题，就不能下井。丈量钻具时，要将长短搭配，避免一根立柱过长或过短。同时测量出内径，外径，打捞颈长度，准确记录到钻具