《钻具与井口工具》PPT课件.ppt

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1、一、钻头二、钻柱三、底部钻具组合四、井口工具,第三节 钻具与井口工具,（1）刮刀钻头刮刀钻头的分类,一、钻头,（1)刮刀钻头刮刀钻头的破岩形式 刮刀钻头是切削型钻头，对不同类型的岩石，其破岩形式略有不同：塑性岩石：刃前岩石发生塑性流动，形成切削破碎。塑脆性岩石：碰撞挤压、小剪切大剪切,1 适用于松软地层，机械钻速高；2 易井斜；3 刮刀钻头寿命取决于刀翼寿命,一、钻头,(2)牙轮钻头牙轮钻头的组成：钻头体、牙轮、巴掌、水眼和轴承。,钻头体,巴掌,水眼,牙轮,一、钻头,(2)牙轮钻头牙轮钻头的分类,多牙轮钻头,牙轮数目,单牙轮钻头,双牙轮钻头,三牙轮钻头,最常用,一、钻头,1909年，美国人夏普

2、和休斯发明了双牙轮钻头，实现了钻头技术上的突破。实践证明，用这种钻头钻的井眼比较直，比较圆，而且比鱼尾钻头快好几倍。,(2)牙轮钻头牙轮钻头的破岩形式 冲击-压碎、剪切牙轮在井底滚动，冲击压碎井底岩石，形成一个个破碎坑；而破碎坑之间的岩石并没有破碎，靠牙轮的滑动作用来剪切岩石，形成全面破碎；为了增加滑动作用，结构上增加了：超顶、移轴、复锥。,超顶,移轴,复锥,1 牙轮钻头适用于从软到坚硬的各种地层；2 牙轮钻头的寿命取决于牙齿和轴承的磨损情况。,一、钻头,(3)金刚石钻头,对硬地层的快速钻井问题，人们想到了最坚硬的物质-金刚石。1946年，弗兰克研制出了把金刚石镶嵌到钢制钻头胎体上，生产出了金

3、刚石取心钻头。,一、钻头,(3)金刚石钻头,1952年，美国弗兰克做出了第一只钻坚硬地层的镶有金刚石的钻头。1960年，研发出镶有碳化钨硬质合金片的粗粒金刚石钻头。1976年，生产聚晶金刚石复合片钻头，称为PDC钻头，成本大降。1987年，生产出热稳定的聚晶金刚石复合片钻头，称为TSP钻头，能钻更硬、更有磨损性的地层。,PDC钻头,一、钻头,(3)金刚石钻头金刚石钻头的组成：钻头体、切削齿、水眼与水槽。,钻头体,水眼与水槽,切削齿,一、钻头,(3)金刚石钻头金刚石钻头的破岩形式 研磨、铣削岩石,1 主要适用于坚硬地层，PDC钻头适用于软到中硬地层；2 损坏主要为金刚石切削齿的热损坏、胎体被冲蚀

4、、切削齿受冲击而产生的碎裂。,一、钻头,钻柱 是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。功用传递扭矩施加钻压输送钻井液计量井深起下钻头特殊作业,二、钻柱,方钻杆,钻杆,钻铤,稳定器,（1）方钻杆主要作用：传递扭矩；承受钻柱全部重量主要特点：中空、断面外形为四边形和六边形；上端反扣（左旋扣）、下端正扣（右旋扣）；长1316m，比单根钻杆长2m以上；壁厚比钻杆大3倍。,水龙头,钻杆,方钻杆,转盘面,方钻杆保护接头,（2）钻杆主要作用：传递扭矩；输送钻井液。主要特点：两端有接头形成的台肩，便于接单根、起下钻；壁薄，911mm。,（3）钻铤主要作用：给钻头施加

5、压力。主要特点：壁厚且粗大，单位长度重量大，为同尺寸钻杆的46倍。两端无接头。,（4）其它钻柱部件接头、稳定器、减震器、震击器。,三、底部钻具组合,井下动力钻具,导向钻井钻具,指起下钻、接单根、下套管过程中在井口所用的各种工具。（1）吊钳作用：上、卸钻杆、钻铤和套管丝扣。,四、井口工具,液压大钳,液动马达,大钳的动力是由低速大扭矩的液马达供给，经变速机构的变速将动力传递到缺口大齿轮上，由它经过三个大销子转动上钳外环，从而带动上钳钳头卡紧上部钻杆的接头，进行上口或下口。下钳则由气缸推动下钳钳头转动，以卡紧下部钻杆的接头。,液压大钳,（2）吊卡和吊环作用：起升、悬持和下放钻具。,（3）卡瓦和安全卡

6、瓦作用：在井口悬持无台肩钻具，如钻铤等。（4）提升短节作用：用来提升外壁无台肩的钻铤和其它井下管串。,结构及原理,测量仪由一次仪表和二次仪表组成。见图1，一次仪表含死绳固定器和传感器，二次仪表含指示仪和记录仪。,图1 大钩悬重测量仪示意图1.死绳固定器 2.传感器 3.仪表箱 4.记录仪 5.指示仪 6.连接管线,结构及原理,通过管线把承压室和压力表相连，就形成一个液压指重表。如图，表盘上有内外刻度，内圈悬重外圈钻压。正常情况下钻头脱离井底，外表盘零点对准指针，内圈为，而外表盘指示的钻压值为零。当钻进时，钻头与地层接触，大钩负荷减小，而外圈的刻度值便正确地表示出钻压值。,结构及原理,记录仪内装有一根弹簧管，自由端通过连接板与笔臂转轴摇臂相连，从传感器传输来的液体压力使弹簧管自由端产生位移，带动转轴转动从而使安装在转轴上的记录笔发生偏转，再由时钟带动作匀速转动的圆形记录纸上划出大钩悬重随时间变化的曲线。,1记录笔2笔臂3微调螺钉4笔臂转轴架5记录纸托盘6记录纸7记录仪壳体8弹簧管9记录时钟10记录纸压帽11记录仪盖12阻尼器 图6 记录仪,