【石油工程硕士本科论文】无磁钻具保护技术研究,3万字

论文题目：无磁钻具保护技术研究
专业：石油工程
学生姓名：
指导教师：
2016年5月
摘要
通过对无磁钻具喷焊耐磨带，根据机械性能、相对磁导率测试，研究了无磁钻具的磨损机理，确定了无磁钻具的保护技术的方案，研究出了适合无磁喷焊的粉末合金材料，改造了等离子喷焊设备，制定了喷焊工艺及参数，根据无磁钻具使用效果，确定耐磨带的喷焊位置。

对无磁钻具的磨损机理进行了研究，统计了大量的无磁钻具现场磨损数据，完成了对无磁钻具的保护技术的研究，并对保护技术的方案进行了优选，对等离子喷焊合金材料进行了分析，在进行了大量实验后改进的喷焊材料的成分及性能，研究出了适合无磁喷焊的粉末合金材料，完成了无磁钻具等离子喷焊设备的技术改造、喷焊工艺的研究及参数制定，从实际使用效果出发，通过分析确定了耐磨带的喷焊位置。

通过46口井钻井试验，证明无磁钻具保护技术是一个经济比较好的技术，它可以有效的保护无磁钻具，防止钻具外径磨损破坏，延长使用寿命2倍以上。

喷焊耐磨带成本比较低，但作用很大。

无磁钻具硬度低，耐磨能力差，外径严重磨损是钻铤失效的一个重要因素。

在钻具外表面喷焊一层硬度较高的无磁合金，对钻铤起到了一个很好的防护，外径磨损失效变成一个次要因素。

关键词：钻井技术；无磁钻具；钻具失效；钻具保护
Abstract
Spray on non-magnetic drill wear belts，according to mechanical properties，relative permeability tests to study the wear mechanism of non-magnetic drilling tool to determine the non-magnetic drill program of conservation technologies，developed a suitable non-magnetic Alloy powder spray，plasma spray equipment modified to develop a spray process and parameters used under the effect of non-magnetic drill to determine the wear with the spray position.
Non-magnetic drill wear mechanism was studied，statistics of the number of non-magnetic drill field wear data，completed the protection of non-magnetic drill technology research，and protection of technology solutions are optimized for plasma spray Alloys were analyzed，after conducting a large number of experiments to improve the spray material composition and performance，developed a suitable non-magnetic alloy powder spray to complete the non-magnetic drill transformation of plasma spray equipment，spray Parameters of welding process research and development，starting from the actual effect，determined by analyzing the wear with the spray position.
By 46 drilling test wells to prove that non-magnetic drill protection technology is an economic good technology，which can effectively protect the non-magnetic drill，drill diameter to prevent abrasion damage and prolong service life of more than 2 times. Spray Wear with a relatively low cost，but play a great role. Non-magnetic drill low hardness，wear ability，severe wear is a drill collar outside diameter is an important factor in failure. Spray the outer surface of the drill-free magnetic layer of high hardness alloy，the collar acts as a very good protection，outer wear failure to become a secondary factor.
Keywords：Drilling technology; Non-magnetic drill; Drill failure; Drill protection
目录
1 绪论 (1)
1.1研究背景 (1)
1.2国内外石油钻井钻具发展 (1)
1.3石油钻井钻具发展特点 (3)
1.4国外现代石油钻井钻具技术发展趋势与动向 (5)
1.4.1 现代石油钻井钻具技术发展趋势 (5)
1.4.2石油钻井钻具技术发展动向 (6)
1.4.3井控装置技术发展动向 (7)
1.4.4螺杆钻具技术发展动向 (7)
1.4.5涡轮钻具技术发展动向 (8)
1.4.6石油钻头技术发展动向 (8)
1.4.7无磁钻具发展 (9)
1.5研究内容与技术指标 (9)
1.5.1主要研究内容 (9)
1.5.2主要技术指标 (10)
1.6研究思路 (10)
2相关理论基础 (11)
2.1钻井设备及钻进工具 (11)
2.1.1钻井设备 (11)
2.1.2钻进工具 (12)
2.2钻井工艺技术 (13)
2.3无磁钻具保护技术 (16)
2.3.1无磁钻具磨损机理 (16)
2.3.2保护技术 (16)
3 钻具失效机理研究 (16)
3.1钻具失效形式 (17)
3.1.1钻铤失效形式 (17)
3.1.2钻杆的失效形式 (17)
3.2钻具失效机理 (17)
3.2.1地层作用 (17)
3.2.2交变应力 (17)
3.2.3钻具的腐蚀 (18)
3.2.4钻柱的反转运动。

(18)
3.2.5钻头选型 (19)
3.2.6螺纹脂性能选择 (19)
3.2.7钻柱的扭转振动 (19)
4无磁钻具保护技术的研究 (20)
4.1无磁钻具保护技术方案的优选 (20)
4.2无磁钻具等离子喷焊耐磨带试验 (22)
4.2.1等离子喷焊合金材料的试验 (22)
4.2.2无磁钻具等离子喷焊喷焊设备的改造 (22)
4.3无磁钻具喷焊工艺技术 (23)
4.3.1喷焊工艺研究及参数制定 (23)
4.3.2耐磨带喷焊位置的确定 (26)
4.4现场试验 (26)
4.4.1无磁钻具使用前期调查 (26)
4.4.2无磁钻具耐磨带性能试验 (28)
4.4.3无磁钻具井场试验 (29)
4.4.4无磁钻具在超深井耐磨带试验 (33)
4.4.5无磁加重钻杆耐磨带试验 (34)
5 结论与展望 (35)
致谢 (37)
参考文献 (38)
1 绪论
1.1研究背景
随着国内外石油钻井技术的不断发展和进步，定向井、水平井、丛式井越来越多，无磁钻具的使用量随之增大，由于无磁钻具本体硬度较低抗磨性差，使用寿命短。

特别是在坚硬地层，大量早期报废，造成了巨大的经济损失，并且随着定向井数量的激增，无磁钻具的使用量激增，由此产生的费用也不断上升，为节约生产成本，提出无磁钻具保护技术研究。

无磁钻具是指钻井用无磁钻铤、无磁钻杆、无磁加重钻杆以及井下测量仪器及无磁工具，无磁钻具在使用中由于井深、井别、地层岩性的不同，每口井对无磁钻具的外径磨损量不同，一般情况下，深井、井斜大、地层坚硬对无磁钻具的磨损较为严重。

有的钻完一口井无磁钻具外径磨损1～2mm，有的钻完一口井无磁钻具外径磨损3～4mm，磨损相当严重，因此每年都补充相当数量的新无磁钻具。

采购数量相当可观，为解决无磁钻具不耐磨问题，我们提出无磁钻具保护技术课题。

1.2国内外石油钻井钻具发展
目前世界上在用钻井技术主要有喷射钻井、平衡压力钻井、空气钻井、井下动力钻具钻井、最优化与自动化钻井、顶部驱动钻井、导向钻井、高压冲蚀钻井以及非垂直井钻井等九种。

（1）喷射钻井技术与钻具
利用20—30MPa压力泥浆通过钻头喷嘴喷射后，以高速冲击井底岩石，加快钻井速度，提高钻头进尺。

喷射钻井除采用常规钻井钻具之外，必须配备大功率钻井泵组，以满足高压泥浆钻井的需要。

与此同时还应当配备高压循环管线、高压水龙带、较好的泥浆净化系统等。

喷射钻井对油层污染较大直接影响采收率。

（2）平衡压力钻井技术与钻具
为保护油田、提高采收率，利用接近油层压力的泥浆进行钻井，可减少对油层污染。

除采用常规钻井钻具之外，必须配备较完善的井控装置，以及时处理可能发生的井涌或井喷。

（3）空气钻井技术与钻具
利用空气代替泥浆进行钻井，对油层的污染更少，钻井速度快，钻头进尺多，油层采收率较高。

空气钻井除采用常规钻井钻具之外，必须利用空气压缩机代替钻井泵，没有泥浆净化、制备和储存系统。

（4）井下动力钻具钻井技术与钻具
利用井下动力钻具直接驱动钻头旋转破坏岩石进行钻井，钻杆不转，只承受钻井的反扭矩，减少钻具磨损，增加破碎岩石的有效功率，钻井速度快、经济效益好。

井下动力钻具钻井除采用常规钻井钻具之外，必须配备大功率钻井泵组、高压泥浆循环系统、高压水龙带以及较完善的泥浆净化、制备和储存系统（这里指的是液力驱动井下动力钻具）。

（5）最优化、自动化钻井技术与钻具
在钻井过程中，选用最优工况参数进行最优化、自动化钻井，具有钻井效率高、速度快、时间短、质量高等特点以及较高的经济效益。

最优化、自动化钻井除采用常规钻井钻具外，必须采用最优化、自动化控制系统与钻具。

（6）顶部驱动钻井技术与钻具
利用顶部驱动或侧部驱动钻井系统钻井，具有较好的经济效益，节约钻井时间11.3%，节约总时间8.1%，节约钻井费用5.8%，节约总费用3.9%，除采用常规钻井钻具外，必须采用顶部驱动或侧部驱动钻井系统，加强和加高井架，并在井架内加焊导轨等。

（7）导向钻井技术与钻具
导向钻井钻具主要包括随钻测量系统（MWD）、可控井下动力钻具和PDC钻头或TSP 钻头。

该系统可连续控制井身轨迹进行定向钻井，根据地层倾角变化任意改变钻井路线。

导向钻井节约钻井时间35%—40%，降低钻井成本50%。

（8）高压冲蚀钻井技术与钻具
将17.5MPa压力泥浆增压到189.8～210.9MPa，通过钻杆中的细导管和井底喷嘴后直接喷向岩石，喷射速度达190m/s，可以直接破碎岩石，不需要专门的钻头。

钻井速度提高4～5倍。

高压冲蚀钻井除采用常规钻井钻具外，还需要增压设备、细导管以及特殊喷嘴等。

（9）非垂直井钻井技术与钻具
非垂直井包括：定向井、丛式井、水平井、斜直井、斜定向井、斜丛式井和斜水平井等种。

其特点是可开采某地区油田的石油和天然气资源，提高石油产量、降低采
油成本。

丛式井地面井口集中，井底分布于一定面积的各个开采部位，便于开采石油和油井管理，具有较高的经济效益。

非垂直井除采用常规钻井钻具外，必须采用丛式井钻机、斜井钻机、造斜工具与附助工具、随钻测量系统以及各种测井和录井用仪器和仪表等。

1.3石油钻井钻具发展特点
（1）石油勘探钻井是一项风险性投资工程
石油勘探钻井是一项投资巨大的风险性投资工程。

沙漠地区钻井费用每米1000～1500美元，海洋钻井每米为900～1400美元。

沙漠地区钻井停工一天损失1.7万美元，海洋半潜式钻井船停工一天损失5～15万美元。

沙漠地区运输费用是陆地运输费用的7～8倍。

沙漠地区钻井，每月每人费用为2000美元。

石油勘探钻井的风险也较大，打不出油井，找不到石油和天然气资源，耗资巨大。

如果发生各种事故损失也很大。

（2）采用了现代理论、技术与方法
现代石油钻井钻具采用了一整套全新的现代理论、现代技术和现代设计、制造与试验方法，使产品的技术水平和内在质量达到了最高水平。

采用计算机辅助设计（计算机分析、计算机动态模拟分析、计算机仿真分析、有限元分析、计算机绘图等）、优化设计、可靠性设计等现代设计方法，提高了设计质量，达到了世界先进水平。

在制造过程中，采用计算机辅助制造（数控NC、计算机辅助工艺过程设计CAPP、成组技术GT）技术，确保产品质量，具有高精度、高效率等特点。

在试验过程中，采用了计算机辅助测试技术，提高了测试水平与准确性。

此外，还采用了计算机辅助管理与网络技术、专家系统技术、模块设计技术、工业美术设计技术、反求工程设计技术等。

（3）提高了机械化、自动化水平
现代石油钻井钻具的主要标志之一是机械化、自动化、智能化和遥控化水平不断加强和提高。

机械化、自动化的含意不仅是减轻工人体力劳动、减少事故，而且还使作业准确、安全、可靠，加快钻井速度、提高钻井进尺、降低钻井成本、减少钻井队工作人员。

据报导，国外深井钻井队一般只配备25人，我国钻井队平均为77人。

美国Metro公司和Totco公司共同研制的Teledrill，采用了多年来的钻井经验、最优化钻井技术与遥测、遥控系统相结合的钻井数据遥测与分析系统，几个有经验的钻井工程师就可以遥控100台石油钻机进行钻井作业。

（4）高新技术的密集性较强
海洋、沙漠和极地等地区使用的现代石油钻井钻具，采用了许多现代先进技术和先进装备，配套完善齐全，具有在野外独立钻井的能力与自救能力，是一种涉及范围较广的系统工程。

例如海洋钻井船的动力定位系统、导航系统、通讯系统、海底技术以及防风沙、防冰雪等各种先进技术与钻具等。

现代石油钻井钻具采用了计算机和微机技术，大大地提高了适应性、经济性与可靠性。

现代石油钻井钻具采用了AC-SCR-DC电驱动型式、最优化钻井技术、科学钻井技术、机器人钻井技术、自动化钻井技术、水平井和丛式井钻井技术。

还采用了智能技术，进一步提高了钻井效率和钻井速度，进一步降低了钻井成本，提高了石油钻井钻具的各种技术经济指标，使现代石油钻井钻具达到了历史最高水平。

（5）提高了石油钻井钻具的适应性
石油钻井钻具的工作条件相当恶劣，例如在沙漠地区，流砂层有时很厚，承压较低（平板比压为1×105Pa，裙板比压为1.3×105Pa），钻机底座要有特殊的设计。

冬季严寒达-40℃，夏季酷热达40℃，而且昼夜温差较大，干旱少雨、缺水、风期长、风暴大沙漠石油钻机也必须有相应的特殊设计。

在海洋地区，由于风暴潮、风浪、海流、海冰作用较强，海水具有较大的腐蚀作用，海洋石油钻井钻具也必须有特殊设计。

所以现代石油钻井钻具的特点之一是具有很强的适应性能。

现代石油钻井钻具可在地球上的任一位置进行可靠的钻井作业。

例如可在各种地理环境下、各种地质条件、地质构造条件下钻井，可在距地面1000～1500m处进行高效经济钻井，能满足各种现代钻井技术条件下钻井的要求，具有很强的适应性能。

（6）提高了石油钻井钻具的经济性
现代石油钻井钻具的主要标志之一是提高了钻井经济效益、降低钻井成本。

美国W-NApache联合公司研制的自动化石油钻机与同级钻机相比较，质量减轻三分之一，拆装时间减少50%，钻机搬到新井位4小时后就可以开钻，在一分钟之内可以完成接单根作业。

节约钻井时间12%～15%，减少钻井费用8%～10%，全钻机只需要2～3人进行操作，具有较好的经济性能。

（7）提高了石油钻井钻具的可靠性
现代石油钻井钻具提高了钻井的可靠性能，使用安全、经久耐用，不仅减少了机械事故、停修时间与次数，而且还提高了钻井时效。

现代石油钻井钻具的事故率一般在10%～20%以下。

世界上较好的石油钻机一般可钻井10～15年以上，最好的石油钻
机可钻井20年以上。

较好的钻井泵可用15年以上。

较好的螺杆钻具可用540h，较好的涡轮钻具可用360h，SNGPDC钻头累计进尺最高达9704.8m。

实践证明：石油钻井钻具的高可靠性能也是提高钻井效率、加快钻井速度、降低钻井成本的主要手段之一。

（8）用现代石油钻井钻具钻井对环境没有污染
钻井用泥浆以及石油、天然气、从石油分离出来的水，如果处理不当将会对环境造成污染，这是环境保护条例不能允许的。

特别是海洋钻井，对环境污染提出了更严格要求，必须配备处理污染物的装置，泥浆等经过处理无污染后才能排放，否则将会破坏海洋生态平衡，造成更大危害。

这一点也是现代石油钻井装置的主要标志之一。

（9）配备了各种先进钻井测录仪器和仪表
现代石油钻井钻具均在不同程度上配备了先进的钻井测录仪器和仪表。

在钻井过程中，这些仪器和仪表一方面提供给司钻分析和判断井下各种复杂情况的资料，以确定经济合理的钻井方案。

另一方面对实现科学钻井、加快钻井速度、减少井下事故、降低钻井成本、提高钻井经济效益、实现自动化钻井、自动化管理均起到很重要的作用。

近年来出现了新一代微机控制的钻台钻井数据收集系统，使用效果较好。

例如美国Martin-Declcer公司的最新产品M/D-3200数据收集系统以及Totco公司的Visulogger系统等，这些仪表的特点是：监测参数较多，资料以数字表格、曲线图形、磁带记忆等多种形式储存，为钻井实时分析和事后分析提供了很大方便。

（10）按系列组织生产品种多、配套全
世界各国均按系列组织生产现代石油钻井钻具，其中美国石油钻井钻具制造公司较多，产品的品种多达2000多个，用户选用相当方便，使用较合理。

美国生产石油钻井钻具没有国家系列标准，各公司均有自己独立的系列标准。

俄罗斯、罗马尼亚以及我国等国家均有国家系列标准，国内各生产厂家或制造公司均按国家系列标准组织生产。

此外，现代石油钻井钻具配套相当齐全，使钻机运输到油田，不需要再配套更多的设备就可以钻井，具有钻井钻具的完整性和实用性。

1.4国内外现代石油钻井钻具技术发展趋势与动向
1.4.1 现代石油钻井钻具技术发展趋势
世界石油钻井钻具的技术发展趋势有以下六个方面：
（1）向机械化、自动化、智能化和遥控化方向发展，将在钻井实践中取得更大
的经济效益，进一步提高钻井效率、降低钻井成本。

计算机和微机将更加广泛地用于现代石油钻井钻具，显示出更大的优越性。

（2）向适应深海、滩涂、沙漠、南（北）极、地震区、城市居民区等更困难地区以及更复杂地质与地层构造钻井的方向发展，具有更加广泛的适应性能。

（3）向高效、快速、节能降耗、提高经济效益、降低钻井成本方向发展，具有较好的经济性能。

（4）向高性能、高参数、高指标、高寿命、高安全、高可靠、高水平方向发展。

（5）向高功率、高耐压、高强度、大型化、大直径、大排量、耐低温、耐腐蚀方向发展，具有较合理的先进性能。

（6）向最大限度地满足现代钻井技术发展需要方向发展，具有很强的适应性能。

1.4.2石油钻井钻具技术发展动向
（1）智能石油钻机
英国Nottingham大学研究了智能石油钻机，利用智能系统实现钻井的计算机控制。

智能系统使用数据库储存的数据，产生一系列自动改进预测矩阵，以确定最优的钻井性能。

智能石油钻机有最低钻井成本和最大机械钻速两种控制方式。

最低钻井成本控制以成本方程式为依据，方程式中各项参数采用实时测量数据，计算机通过对钻井条件以及上述矩阵和成本方程式分析与计算之后，产生成本矩阵，推出最经济的钻井参数，指导钻井。

（2）微型小井眼石油钻机
瑞典、德国、英国、比利时、澳大利亚等国家均生产和应用微型小井眼石油钻机。

与常规小型石油钻机相比较，用微型小井眼石油钻机钻小井眼井，可节约钻井成本50～75%，减少下套管成本13%，减少完井费用37%，减少占用井场面积达70%，减少拆装时间60%～70%。

此外，钻小井眼评价井还可减少建井费用达50%，全钻机的操作人员也较少，具有非常好的钻井经济效益。

为此，近年来，微型小井眼石油钻机生产数量逐年增加，钻井数量也在增多，并取得了较好的经济效益。

（3）特深井石油钻机
美国、俄罗斯、德国和罗马尼亚等国家均生产和应用特深井石油钻机，钻井深度为15000m。

近年来，德国研制了UTB-1 型特深井石油钻机，大钩载荷为8500kN，最大载荷为10500Kn，钻井深度为12000～14000m，井架高度为63m，底座高度为11.75m，
绞车最大输入功率为2940kW，钻井速度可达30m/h，钻机总质量为2500t。

该钻机具有以下特点：采用遥控齿轮驱动绞车；采用自动移运与排放立根系统；利用逻辑系统控制钻井作业；配有各种先进的钻井测录仪表。

具有钻井性能好、节约起下钻时间、机械钻速高、安全可靠、降低钻井成本、提高钻井经济效益、可以处理各种井下事故等优点。

（4）顶部驱动钻井系统
顶部驱动和侧部驱动钻井系统具有较好的钻井性能和经济效益，将成为定向井、丛式井和水平井钻井的较好技术钻具，具有很大的发展前景。

（5）钻井自动化技术
自动送钻装置与盘式刹车一体化技术将会成为钻井自动化技术的一个重要组成部分，具有更好的钻井质量与经济效益。

全面最优化自动控制钻井将逐步应用，显示出更好的钻井性能和经济效益，将为钻高难度井和非垂直井提供更有利的条件。

（6）液压驱动石油钻机
挪威Maritime Hydralics公司利用本公司液压技术的特长，研究开发了液压驱动绞车、液压驱动转盘和液压驱动钻井泵，并组成了液压驱动石油钻机，具有各种技术经济指标先进、钻井性能好、经济效益显著等特点，今后将会有更大的技术发展。

（7）钻井机械化钻具
钻井作业和起下钻作业以及下套管作业将向机械化、自动化、智能化和遥控化方向发展，减轻体力劳动、作业准确安全可靠、没有事故。

1.4.3井控装置技术发展动向
（1）实现井控装置控制系统的自动化、智能化，确保安全钻井。

采用专家系统进行控制。

（2）进一步提高井控装置系统的安全可靠性，进一步简化结构与系统。

（3）井控装置向高压（137MPa）、大直径（762mm）、高温（177℃）方向发展。

（4）采用高强度、抗腐蚀（H2S、CO2）新材料，进一步缩小井控装置尺寸，提高抗腐蚀能力。

（5）研究开发用于北极地区低温（-50℃）环境使用的井控装置。

1.4.4螺杆钻具技术发展动向
（1）带有旁通孔结构和空心转子的螺杆钻具，可以满足大井眼钻井的需要，要
进一步提高螺杆钻具的使用寿命。

（2）闭式油润滑支承节具有较高的使用寿命，一般为150～200h，开式金属滚动轴承使用寿命只有110～150h。

（3）带减速器低速大扭矩螺杆钻具将会有更大的技术发展，适用于钻非垂直井。

（4）采用聚晶金刚石轴承可以进一步提高轴承节的使用寿命，最高可达300h，节约成本50%。

（5）采用挠性万向节，使用寿命达250～400h，最高达720h，常规瓣型万向节寿命只有300h。

1.4.5涡轮钻具技术发展动向
（1）当钻具出现失效或卡钻时，配有安全锁紧装置和过滤器的涡轮钻具可将涡轮钻具外壳、主轴和钻头锁紧成为一体，利用转盘驱动旋转、上下运动或进行其它作业。

经过过滤器后的泥浆，其固相含量更少，大大提高涡轮钻具使用寿命。

（2）弯外壳定向井涡轮钻具采用挠性万向节，寿命较高，最高可达720h，一般涡轮钻具的转子与定子的使用寿命为600～800h。

（3）导向钻井用涡轮钻具将会有更大的技术发展。

可节约钻井时间35%～40%，降低钻井成本50%，具有更高的钻井经济效益。

（4）定向井用短涡轮钻具将会有更大的发展。

（5）涡轮钻具已经形成了三种类型：a.低速大扭矩涡轮钻具，例如带减速器的涡轮钻具等；b.中速大功率涡轮钻具，例如直井涡轮钻具等；c.中高速短涡轮钻具，例如定向井涡轮钻具等。

1.4.6石油钻头技术发展动向
（1）采用大压缩量和特殊表面处理的橡胶密封圈，具有工作转速高和使用寿命长等优点。

（2）双重密封滚动轴承钻头可用于高转速钻井，与高转速井下动力钻具相配合钻井。

（3）采用人造聚晶金刚石制造钻头轴承，可以取消油脂润滑和密封，提高使用寿命。

（4）采用液氮冷处理不密封轴承钻头，可利用增加马氏体组织，提高轴承表面产生的压应力，延长轴承使用寿命达10～20%。

（5）研制与应用了各种结构和尺寸的加长喷嘴钻头，并在钻井实践中取得了显著效果。

（6）自激脉冲射流喷嘴钻头，提高机械钻速20%～50%，现场可以选装、不增加泵压，应用前景看好。

（7）密封滚动轴承钢齿钻头与同类常规钻头相比较，具有较高的钻井性能。

（8）采用计算机优化设计、可靠性设计的石油钻头，在齿型、齿圈布置、齿距、齿向布置以及保径措施等方面，都具有较高的先进性与合理性，将会进一步提高钻头的设计质量和钻头性能指标。

1.4.7无磁钻具发展
无磁钻具在钻井中，应用在钻柱的底部。

定向钻井工程作业中用磁性罗盘进行随钻测斜，测斜罗盘处于无磁钻具的适当位置，使罗盘不受附近铁磁钻柱的影响。

如果使罗盘处于铁磁钻柱的水眼中，由于铁磁性钻具的导磁力极高，地磁场磁力线沿钻具绕行，钻具内部处于磁屏蔽状态，水眼部分的地球磁场强度趋于零，罗盘不能分辨南北极。

而处于无磁钻具水眼中的罗盘，由于其周围的钻具是无磁性的，即它的导磁率与空气的导磁率大致相同，水眼空间的地磁场与当地原来的地磁场相同，罗盘便可以照常指示当地原来的地磁方向，测斜仪器就可以准确的测出井眼的轨迹。

因此，无磁钻具在钻井作业中起着很重要的作用，如何对其进行保护，保证钻井的顺利进行是当前研究的重点和方向。

1.5研究内容与技术指标
1.5.1主要研究内容
（1）无磁钻具磨损机理的研究。

（2）无磁钻具的保护方法。

（3）耐磨材料的研究。

（4）等离子喷焊喷焊设备的技术改造
（5）喷焊工艺的研究：
1）喷焊工艺参数的研究；
2）检测方法的研究；
3）现场试验。

通过研究完成在无磁钻具的外表面加焊耐磨层，有效的降低钻具。