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石油钻具及现场管理一、钻具的定义二、钻具的功用三、钻具的组成四、钻具的管理和使用一、钻具的定义：石油钻井的手段之一是钻具，钻具包括：方钻杆、钻杆、加重钻杆、钻铤、钻头等，这些通过配合接头进行连接，组成一个连续的管串，特殊需要时还有稳定器、减振器等。二、钻具的功用：（1）加深钻井深度；（2）传递扭矩；（3）提供钻井液循环的通道；（4）提供切屑地层的钻压；（5）承受多种载荷：a.正常钻进及起下钻，承受正常拉伸、扭转和振动；b.处理井下复杂时，承受更大的拉伸、扭转力；C.定向井、水平井钻井时，承受弯曲载荷；d.中途测试时，钻具内掏空而承受外挤压力；e.涡轮或高压喷射钻井，承受较高的内压力。三、钻具的组成1、方钻杆位于钻柱的最上方，主要作用传递扭矩并承受悬重重量，涡轮和螺杆钻井中，还承受反扭矩。有四方（代号FZGS)、六方（代号FZGL)，现场常用的尺寸有76.2mm(3″)、107.95mm(41/4″)、133.4mm(51/4″)等2、钻杆常用的钻杆有60.3mm(23/8″)、73mm(27/8″)、88.9mm(31/2″)、101.6mm(4″)、127mm(5″)，以5″用的最多（旧型还有41/2″、59/16″）。钻杆是由管体和接头两部分组成，过去的钻杆一般都是有细扣钻杆，也就是管体与接头都车有丝扣，上紧后使用，现在已经极少看到了。目前钻井上使用的都是对焊钻杆。钻杆分内加厚、外加厚、内外加厚。钻杆还分：平台间、斜台肩（18°）。3、加重钻杆加重钻杆是一种和钻杆类似的中等重量钻具，其管壁比钻杆厚，比钻铤薄，管体连接有特别加长的钻杆接头。钻具组合中一般加在钻杆与钻铤之间，防止钻具截面突然的变化，减少钻杆的疲劳。用它替代一部分钻铤，在钻深井中可以减少扭矩和提升负荷，增加钻深能力。起下钻不用提升短节和安全卡瓦，操作方便，减少起下钻时间。在定向井中使用，可以在较低扭矩的情况下高速钻进。由于其刚性比钻铤小，和井壁接触面积小，不容易形成压差卡钻。常用的规格有：88.9mm(31/2″)、127mm(5″)4、钻铤钻铤壁厚较大，水眼较小，单位重量大，因此它最主要的功用是提供钻头切屑地层所需用的钻压。（1）普通钻铤：这种钻铤通常就是圆形截面，现场使用的最多最普遍.（2）特种钻铤a.螺旋钻铤：是在圆钻铤外圆柱面上加工出三条右旋螺旋槽，在两端留出一定长度（305-610mm不加工螺旋槽的圆钻铤，重量比同尺寸圆钻铤少4%。在定向井中，因井斜大，钻铤与井壁接触面积大，容易发生粘吸卡钻，螺旋钻铤减少了接触面积，大大减少了粘吸卡钻的可能。b.无磁钻铤：定向井中使用c.方钻铤：刚度大，有较长的棱边同井壁接触，能连续扶正钻头和支撑井壁，具有较好的防斜性能。d.偏重钻铤：就是在普通钻铤的一侧钻一排盲孔，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，对井壁形成较大的冲击纠斜力，使井斜角减小。5、配合接头石油钻井中，不同规格尺寸入井钻具的连接，是通过配合接头完成的，它起到承上启下的纽带作用。接头的类型：双公、双母、一公一母接头的扣型：内平、贯眼、正规、数字6、稳定器稳定器就是常说的扶正器，一般最大直径660.4mm（26″），最小直径118mm（45/8″）主要作用：防斜打直；修正井壁；定向井时作为支点，可以调整井眼轨迹7、井下动力钻具目前主要指螺杆钻具和涡轮钻具。共同点：是将钻井液循环的动能转化为旋转钻头破碎岩石的机械能。区别：螺杆钻具，马达总成是动力源，转子不转时，钻井液不能通过马达，由于定子螺旋腔的导向作用，高压液流迫使转子转动。钻压大蹩泵。涡轮钻具，里面装有若干级涡轮（定子和转子），定子是液体以一定的方向和速度冲动转子，转子就转动起来带动钻头旋转。钻压大不转，但不蹩泵。8、钻头（1）刮刀钻头：二刀翼、三刀翼、四刀翼刮刀钻头属切削型钻头，以切削、刮挤和剪切的方式破碎地层，适用于在松软～软的页岩、泥质砂岩等塑性和塑脆性地层中钻进。（2）牙轮钻头：a.按牙轮数分：单牙轮、双牙轮、三牙轮、四牙轮;b.按切削材质分：铣齿（钢齿）、镶齿（硬质合金齿）牙轮钻头；c.按轴承密封形式分：滚动密封、滑动密封、金属密封、浮动密封。四、钻具的管理和使用（一）钻具接收、送修与运输1、钻具进井场前必须有钢印，钢印统一在钻具丝扣根部。2、钻具储存、运输必须戴上护丝。3、钻具装车时，应按内、外螺纹分别排齐，车辆装好后必须捆绑，清点数量并随车附送。4、钻具送井场时，由钻井队技术员对照卡片、检测报告逐根检查验收，并填写交接清单。5、钻具装卸车时必须用吊车或抓管机装卸，严禁碰撞、野蛮装卸。6、送修钻具其内外表面、丝扣部位必须及时清洗，按SY/T5369-1994标准中的有关要求逐根进行检查，找出待修钻具并用白漆做好标记，涂抹丝扣油。需修扣的要及时上报修理。7、方钻杆、取芯筒运输时，短途应使用专用架子，长途应装在专用套管内，两头栓牢。（二）钻具的存放1、钻具按规格分类存放在离地面0.5米以上的管架上。应保证至少有2个支撑点，钻具两端探出不超过1.5米，方钻杆至少有3个支撑点。钻具叠放必须有防滑、防滚落措施，层数不超过3层。管架基础要牢固、平整、垫杠上、下对齐。2、在转井、回收、装卸和运输过程中，必须戴好护丝，不得在地面上拖拉、碰撞。3、不用的钻具应定期进行检查保养。4、钻具分类排放，按内螺纹接头朝钻台方向排齐。5、钻具上面不得放置重物及酸、碱性化学药品，不得在上面进行电、气焊作业，电焊作业不得将地线搭接钻具。（三）钻具检查1、检查钻具的规格、钢级和编号，目检钻具管体外观和螺纹。2、待修的钻具按照修复内容分类排放。3、管体检查内容有：硬伤、挤扁、刺漏、弯曲、水眼。4、接头检查内容有：外径、长度、偏磨、密封台阶、螺纹胀大、拉长、损坏。5、使用前对钻具应进行无损探伤。6、检查结果应统一标注代号，不得在钻具上乱写、乱画。（四）井队现场钻具使用要求1、严格按照钻具上扣扭矩上扣，不得超过规定扭矩。2、对于送现场的钻具进行逐根验收，检查外观，查明钢级、级别、验证检测报告，丈量长度、水眼、检查扣型。3、每口井使用完的钻具，要逐根检查，并将钻具按类别分别存放，需要修理的钻具用油漆按规定标明修理部位，在钻具档案中记录清楚。4、退修钻具必须连同钻具卡片、检测报告和交接清单上交。5、事故造成的钻具损坏或埋入井内，要在事故处理完五日内填写损失明细表和损失报告。6、对于可用钻具一律不准挪做他用，如接管线、垫杠等。7、待修钻具必须单根存放，不许带接头和各种工具，尤其钻铤上的提升短节必须卸掉，因粘扣无法卸开的钻具，经上报同意后，从内螺纹割开，不能损坏本体。8、钻井过程中，井内如发现H2S、CO2，要在钻具使用档案中详细记录情况。9、准备入井的钻具在管架上按顺序编号排列，清洗干净螺纹，带好护丝，并将钻具卡片按入井顺序存放。10、钻具（包括各种附件）入井前，钻具螺纹应清洗干净，钻具入井前应检查、测量并记录接头、水眼直径，上、下钻台应戴好护丝。11、入井钻具及打捞工具等必须丈量长度和内、外径，做好记录，并绘制草图，与钻铤连接的配合接头的水眼直径不能小于钻铤的水眼直径。12、钻杆、钻铤使用过程中，必须定期倒换和起钻错扣检查。严禁直角、斜坡吊卡混用。13、使用大钳不得咬在钻杆本体上，钳牙磨损严重时要及时更换，避免打滑损坏钻具。14、钻具入井前，其螺纹及台肩部分必须涂敷螺纹脂，钻具螺纹脂要符合SY5198-1996的规定。15、接方钻杆：方钻杆拉出防护筒时，要操作平稳，缓缓吊起后靠放在钻台上，中间支平不能弯曲，上水龙头时要绷住中心管，保证方钻杆不弯曲，水龙头接好后，提方钻杆平稳放入大鼠洞。16、吊单根上钻台时，要戴上专用钢护丝，塑料护丝禁止使用。17、接单根和起下钻：（1）保证鼠洞内清洁，方钻杆、钻具入鼠洞时不能过快，从鼠洞提出时，将方钻杆保护接头、钻杆接头螺纹清洗干净。（2）新接头使用前要上卸扣几次进行磨合，磨合时旋转要慢，每上一次扣前必须清洗螺纹，上扣要根据上扣扭矩紧扣。（3）涂丝扣油。每个接头连接前必须将螺纹清洗干净，在内螺纹和台肩面上涂抹丝扣油；如进尺快，母扣单根水眼内向外溢浆，可直接涂抹在公螺纹上。（4）对扣。要缓提拉稳、轻放对中，不允许将外螺纹端部冲击到内螺纹台肩面上，如有遇卡现象，提出钻具重新对扣。（5）上扣。上扣前必须保证内外螺纹对中，当接头摇摆时或有阻卡时，不允许高速旋转上扣。（6）紧扣。要根据钻具的上扣扭矩上扣，上紧扣后要检查台肩面的结合情况，如不合缝，应卸开检查；不同规格钻具之间要使用转换接头，要及时根据钻具规格调整紧扣扭矩，严禁不同规格的钻具使用同一紧扣扭矩。（7）卸扣。缓慢启用旋扣器，以使卸开的扣不受磨损，卸开扣后要立即提开外螺纹，以防止冲击内螺纹，严禁顿扣、磨扣、挂扣。（8）起下钻。起下钻前必须校正指重表，下钻不能过猛，遇阻不能猛放。起钻遇阻卡不能强提硬转，活动钻具时不能超过钻杆的屈服强度。起下钻时井架工要认真检查立柱是否弯曲，井口内外钳工检查螺纹台肩、内外螺纹及管体有无损伤、刺漏等。（9）错开卸扣。每次起下钻时，在不同位置轮流卸开钻具，以便检查螺纹的连接情况，使钻具受力、磨损均匀。（10）排放立柱，钻杆盒要清洗干净，排放整齐，错位时不能用带尖的工具撬移，防止损坏台肩面。18、甩钻具。钻具下钻台时，必须卸成单根，戴好专用钢护丝，要清理滑道上的杂物，必须用双绞车等配合，将钻具平稳放在滑道上，以防止碰撞；滑道和垫杠间有高差时，钻杆不许直接从滑道滚到垫杠上，之间必须放缓冲物；下钻台后要摆放整齐，并将打捞工具、配合接头、钻头、提升短节和其它工具卸掉；清洗干净螺纹，涂抹好防绣油（机油），戴好、戴齐护丝。19、如井内钻具需强拉强扭时，应事先请示上级生产技术部门同意后方可实施，并要有详细记录，钻具出井后应立即安排对钻具进行探伤检查。