钻杆

钻杆[1]是一种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。钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类。连接次序为方钻杆(1根)+钻杆(n根,由井深决定)+加重钻杆(n根,由钻具组合设计决定)。详细介绍了钻杆的分类、钻杆接头、钻杆规格以及钻杆的钢级与强度。
中文名
钻杆
外文名
drillpipe
拼    音
zuān gǎn
使用用途
石油钻井
领    域
能源
学    科
矿业、机械

概述

钻杆在钻探过程中具有举足轻重的作用,它将钻机扭矩传递给钻头,实现钻进。在钻孔中,钻杆承受着非常复杂的载荷,几乎同时承受了拉、压、扭转、弯曲等应力,并且钻杆柱本身是一个弹性系统,钻进过程中钻井液的循环和钻杆柱的振动使得钻杆柱承受了很大的动载,因此,钻杆质量的好坏对于钻探工作而言至关重要。宁波浙东地质在钻杆制造中开创性的引入了接头氮化工艺,不但接头更耐磨,且有效解决了常见的粘扣问题。

技术特点

钢管和圆钢在经过多次加工步骤后被制成钻杆。首先,通过对钢管端部进行中频加热液压镦粗, 增大管端壁厚,下一步,进行螺纹加工并进行适当的处理。地质钻杆需要将接头与钻杆通过螺纹联接,而石油钻杆则是将接头与杆端进行摩擦焊接而成。
(1)钻杆端部经过中频加热、液压镦粗,并经过热处理,可有效消除前期加工内应力。
(2)锁接头选用40Cr或42CrMo材质,粗加工后调质热处理,精加工后经表面氮化处理,可有效杜绝粘扣、拉扣问题,且更耐磨,易于拆卸。
(3)所有螺纹均在数控车床上使用成型刀片切削成型,确保配合精密,互换性强。

分类

地质钻杆分为内加厚钻杆和外加厚钻杆两大类,通常Φ60及以下直径为内加厚,Φ60及以上直径为外加厚。其中Φ42和Φ50主要用于工程勘察领域;Φ50和Φ60主要用于地质找矿、水利水电钻探;Φ73和Φ89主要用于深水井、地热、工程地质等领域。
石油钻杆按照API的标准,则有E75、X95、G105、S135四种钢级,外径从2-3/8”到6-5/8”系列,主要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。

技术参数

地质钻杆的技术参数如下表所示:
规格 壁厚 杆端加厚方式 螺  纹 配套接头
螺距 锥度 基面中径 长度
Φ42 5 内加厚 10扣/吋 1:16 Φ40.664 50 Φ57
Φ50 6.5 10扣/吋 1:16 Φ48.664 55 Φ65
Φ60 7.1 8扣/吋 1:16 Φ58.266 60 Φ78
Φ60 7.1 外加厚 8扣/吋 1:16 Φ65.576 60 Φ86
Φ73 9.19 8扣/吋 1:16 Φ79.877 67 Φ105
Φ89 10 8扣/吋 1:16 Φ95.244 67 Φ121
石油钻杆的技术参数如下表所示:
规格 名义重量 壁厚 接头外径 接头内径 公扣钳长 母扣钳长 钢级 加厚形式
Size
Normal
Weight
ft-lbs Wall
Thickness TJ
OD TJ
ID Pin
Tong Box
Tong Grade Type of upset
mm in(mm) in(mm) in(mm) in(mm)    
2 3/8" 6.65 7.11 3 3/8"(85.7) 1 3/4"(44.5) 7"(177.8) 8"(203.2) E,X,G 外加厚EU
2 7/8" 10.4 9.19 4 1/8"(104.8) 2"(50.8) 7"(177.8) 9"(228.6) E,X,G,S 内加厚、外加厚IU、EU
3 1/2" 9.5 6.45 4 3/4"(120.7) 2 11/16"(68.3) 8"(203.2) 10.5"(266.7) E 内加厚、外加厚IU、EU
3 1/2" 13.3 9.35 5"(127) 2 7/16"(61.9) 8"(203.2) 10.5"(266.7) E,X,G,S 内加厚、外加厚IU、EU
3 1/2" 15.5 11.4 5"(127) 2 9/16"(65.1) 8"(203.2) 10.5"(266.7) E 内加厚、外加厚IU、EU
3 1/2" 15.5 11.4 5 1/2"(139.7) 2 1/4"(57.2) 8"(203.2) 10.5"(266.7) X,G,S 外加厚、内外加厚EU、IEU
4" 14 8.38 6"(152.4) 3"(76.2) 7"(177.8) 10"(254) E,X,G,S 内加厚、外加厚IU、EU
4" 15.7 9.65 5 1/4"(133.4) 2 9/16"(65.1) 9"(228.6) 12"(304.8) E,X,G,S 内加厚、外加厚IU、EU
4 1/2" 13.75 6.88 6 5/8"(168.3) 3 3/4"(95.3) 7"(177.8) 10"(254) E 内加厚、外加厚IU、EU
4 1/2" 16.6 8.56 6 1/4"(158.8) 3"(76.2) 7"(177.8) 10"(254) E,X,G,S 外加厚、内外加厚EU、IEU
4 1/2" 20 10.92 6 1/4"(158.8) 3"(76.2) 7"(177.8) 10"(254) E,X,G,S 外加厚、内外加厚EU、IEU
5" 19.5 9.19 6 5/8"(168.3) 3 1/2"(88.9) 7"(177.8) 10"(254) X.G.S 内外加厚IEU
5" 19.5 9.19 6 5/8"(168.3) 3 3/4"(95.3) 7"(177.8) 10"(254) E 内加厚、外加厚IU、EU
5" 25.6 12.7 6 5/8"(168.3) 3"(76.2) 7"(177.8) 10"(254) X,G,S 内外加厚IEU
5" 25.6 12.7 6 5/8"(168.3) 3 1/2"(88.9) 7"(177.8) 10"(254) E 外加厚、内外加厚EU、IEU
5 1/2" 21.9 9.17 7"(177.8) 3 3/4"(95.3) 8"(203.2) 10"(254) X,G,S 内外加厚IEU
5 1/2" 24.7 10.54 7"(177.8) 4"(101.6) 8"(203.2) 10"(254) E,X,G,S 内外加厚IEU
5 7/8" 23.4 9.17 7"(177.8) 4 3/4"(120.7) 8"(203.2) 13"(330.2) E,X,G,S 内外加厚IEU
6 5/8" 25.2 8.38 8"(203.2) 5"(127) 8"(203.2) 11"(279.4) E,X,G,S 内外加厚IEU
6 5/8" 27.7 9.19 8 1/2"(215.9) 4 1/4"(107.9) 8"(203.2) 11"(279.4) E,X,G,S 内外加厚IEU

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