讲座-钻具使用、管理、失效与预防

3、采用合理的钻具管理制度 1）钻具实行成套定队管理和分级成套管理 a、成套定队管理 根据钻井队钻机设计钻深能力和配套标准配一套新钻杆固定该队使用，钻 具在使用过程中检修、修复、倒运、转运等均需保持该套钻具的稳定，不 得打乱。这种管理制度规定对不仅便于对钻杆进行维护和管理，显著降低 钻杆事故，而且对钻井队爱护钻具有一定的促进作用。
（4）最大稳定性指数（SI）：在假设条件下操作的屈曲BHA相 对疲劳抗力的定量度量。
7）、 根据钻井工艺以及钻具安全需要，当设计复合钻柱结构 时，相邻钻铤外径相差不应大于25.4mm，与钻杆（加重钻杆） 相连的钻铤外径应与钻杆（加重钻杆）接头外径接近。
8）、 钻杆的强度校核包含不限于钻杆抗拉强度、抗挤强度以 及抗扭强度的校核。
b、分级成套管理 按钻杆质量分级标准对钻具分级并按钻机的钻深能力配备一套一定级别的 钻具，钻井队成套使用，凡需倒修、更换、增补的钻具要与原成套钻杆的 级别一致。不同级别的钻杆用于不同的井深，一级钻杆用于深井，二级钻 杆用于中深井，三级钻杆用于浅井或修井，做到物尽其用。
采用合理的钻具管理制度是加强钻具管理，延长钻具使用寿命的有效措施。
钻杆钢级 E 或G G 或 (G+S)
S 或 (G+S)
4）、 含硫化氢油气井原则上设计抗硫钻具。
5）、 大斜度井、大位移井、水平井等特殊工艺井和深井、超深井源自文库宜设计 高级别钻具或高抗扭钻具。
6）、 下部钻具组合的强度、刚性应满足钻井施工、井眼条件的要求，设计 时应考虑：
（1）弯曲强度比（BSR）：内螺纹截面模量与外螺纹截面模量之比。钻铤、转 换接头、稳定器、螺杆等钻具抗弯曲强度比宜符合表的规定。
4、 不合格钻具应明确标识、单独存放并登记。
5、 应选用与钻具尺寸相匹配的井口工具。不应在钻杆中使用 滤清器。
6、 应清洗干净钻具螺纹，配戴护丝；钻具上下钻台轻吊轻放， 防止碰坏螺纹及台肩面；在鼠洞接单根应扣吊卡；上扣应保证 钻具螺纹清洁，均匀涂敷钻具螺纹脂。
7、 钻具新螺纹应磨扣2次，不应使用液气大钳或旋扣器磨扣。 钻铤磨合3次，每次磨合后应清洁螺纹并涂螺纹脂。
8、 钻具在上扣之前，其螺纹和台肩面应均匀涂敷螺纹脂；井 底温度超过100℃，应使用抗高温螺纹脂。
9、 螺纹脂要符合SY5198《钻具螺纹脂》的规定。螺纹脂要 加盖存放，避免落进泥浆等杂物。不应向螺纹脂内添加稀释剂。
10、 钻具对扣操作应平稳，避免碰伤螺纹；紧扣扭矩应符合 推荐值（见下表）。
11、 处理卡钻，实施泡酸、套铣等特殊作业，提拉钻具以及 对钻具施加扭矩时，不应超过钻具的抗拉强度和抗扭强度。处 理情况应在钻具使用记录中注明。
2、钻具组合设计原则
1）、 在钻机提升能力及井眼条件满足的情况下，宜选择大尺寸钻具。 2）、 在钻具的抗拉强度满足安全的前提下，钻具设计应遵循经济性原则。 3）、 原则上采用同一钢级钻杆，不同井深钻杆钢级选用见表。
表2 不同井深钻杆钢级选用推荐表
完井井深（m） ≤2500
2500～4500 ≥4500
9）、 钻杆最大抗拉强度应不超过理论抗拉强度的90%，抗挤 强度应考虑安全系数以及新旧钻杆壁厚的偏差进行修正，接头 和管体的抗扭强度比应不小于80%。 10 ）、钻杆设计应以钻杆管体和钻杆接头的承载能力（抗拉能 力、抗扭能力、复合载荷能力）最小者为依据。
11）、 钻具组合设计宜使用减震工具。 12 ）、在含硫化氢、二氧化碳、盐水等介质地层钻进及气体钻
18、 对经历酸化、注水泥或盐水钻井液作业的钻具，在作业 结束后，钻具使用单位应及时清洗干净。 19、 甩钻具前，应卸成单根。转换接头、稳定器、滚子方补 芯、内防喷工具、打捞工具等应从钻具上卸下。 20、 甩钻具应配戴护丝，平稳操作，不应碰撞。 21、 甩下的钻具应分类摆放，以内螺纹接头端面为基准排齐， 不应乱堆乱码。核对钻具数量，记录钻具的使用和损坏信息。
井工况下，钻井工程设计应有钻具保护措施。
3、分级使用原则 1）、 钻具服务单位钻具管理应遵循分级管理，分级使用的原 则。 2）、 完井井深≤2500m且井斜角＜30°的井，宜选择使用 三级钻杆。 3）、 完井井深＜4500m且井斜角＜30°的井，宜选择二级 钻杆。 4）、 完井井深≥4500m的井，应选择一级及以上钻杆。
钻具的管理、使用、失效及预防
目录
一、钻具的管理 二、钻具的使用 三、钻具的失效及预防 四、钻具新技术
一、钻具的管理
1、钻具配套原则 新钻具首先配发给70型的钻机使用，使用2-3年后配发给50型 钻机使用，继续使用2－3年后再配发给40－30型钻机使用。 2、按钻具使用总进尺淘汰 根据在用钻具所服役的总进尺达到8万米左右后进行全面检测， 陆续淘汰存在问题的钻具，达到12万米左右后，就计划淘汰该 套钻具。
二、钻具现场使用
1、 钻具服务单位应根据钻井工程设计和钻具使用方要求提供 钻具。
2、 钻具到井后，钻井队技术人员应检查核对钻具规格、数量、 钢级、螺纹，记录每根钻具的长度、内外径（特殊工具须绘制 草图）、水眼，并按入井顺序编号。
3、 钻具不应挪作它用（放喷管线、垫杠等），不应在钻具上 焊接标记和物件；不应随意切割、加工和毁损钻具。
12、 钻杆、加重钻杆、钻铤在使用过程中应错扣起钻，并定 期倒换；钻具每次倒换数量应不低于全井同规格钻具长度的 25%。
13、 上、卸扣时应检查钻具，及时更换有缺陷的钻具。 14、 钻进过程中发生严重蹩钻，起钻时应对下部钻具组合逐 根卸扣，以释放应力。 15、 起钻时应对钻具编号，检查钻具管体、螺纹、接头及耐 磨带，发现不能满足使用技术要求的立即更换。 16、 钻杆盒内不应铺设金属硬物，应平铺厚木板或胶条。 17、 因螺纹粘扣需切割处理的，应选择内螺纹接头处作为切 割位置。
推荐弯曲强度比（BSR）范围
钻铤外径 mm ≤152.4
152.4-200.0 ≥203.2
BSR 1.8～2.5 2.25～2.75 2.5～3.2
（2）最大刚性比（SR）：刚性较大截面模量与刚性较小截面模 量的比值。
（3）最大弯曲指数（CI）：考虑井眼弯曲、管体尺寸、重量、 长度以及轴向拉伸等条件下，在弯曲井段钻具疲劳的相对度量。 弯曲指数与疲劳寿命成反比。