钻柱力三ppt课件
20101029-第三章 钻柱
¾钻柱(Drill String)：钻头以上，水龙头以下的钢管柱的总称。
¾组成：方钻杆(Kelly)、钻杆(Drill Pipe)、钻铤(Drill Collar)、各种接头(Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具。如图所示。
¾主要功用：
①构成钻井液井内循环通道。
②转盘钻进中，旋转传递扭矩。
③钻铤部分给钻头施加钻压。
④进行其它作业：取心、打捞、处理事故、钻杆中测等。
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第一节钻柱的各部分结构、规范
对边宽图示
二、钻杆
主要作用：传递扭矩，输送钻井液，延伸钻柱
钻杆单根：接头，管体，对焊处。
1.为了加强对焊处的强度，常要在管体两端进行加厚。加厚形式有：①内加厚，②外加厚，③内外加厚。
2.根据接头与管体连接特点，把接头分为三种类型：
（1）内平接头----字母代号→NP，API代号→IF，习惯用数字代号→1。
（2）贯眼接头----字母代号→GY，API代号→FH，习惯用数字代号→2。
（3）正规接头----字母代号→ZG，API代号→REG，习惯用数字代号→3。提示：IF—internal flush，FH—full hole，REG—regular。
3.钻杆通称尺寸：指钻杆管体外径（毫米或英寸）。常用钻杆有：88.9mm(3 1/2 ″) 11
4.3mm(4 1/2 ″) ，127mm(5″) 。
4.钻杆壁厚一般为9～11毫米，杆单根长度8～12米。
5.钻杆钢级：D、E、X(95)、G(105)、S(135)。
三、钻铤
1、主要作用：①靠其重量给钻头施加钻压；②控制井斜。
2、通称尺寸：指钻铤外径（毫米或英寸）。常用的有：
第二章 2-钻柱
7、扭转振动（Torsion Vibration） 当井底对钻头旋转的阻力不断变化时，会引起钻柱的扭转振 动。 8、横向摆振（Cross Vibration) 在某一临界转速下，钻柱将出现摆振，其结果是使钻柱进行 公转，引起钻柱严重偏磨。
钻柱受力严重的部位是： （1）钻进时，钻柱下部受力最Βιβλιοθήκη Baidu严重。 （2）起下钻时，井口处钻柱受到最大拉力。 （3）由于地层岩性变化、钻头的冲击和纵向振动等因 素的存在，使得钻压大小不均匀，因而使中性点附近的钻 柱受拉压交变载荷的作用，容易产生疲劳破坏。
Ff 0.2 ~ 0.3Fm
Fd
v gt
F0
式中：Fd -提升加速或下钻减速阶段产生的动载,N；
v -大钩提升或下放速度,m/s；
t -加速或减速所延续的时间,s;
g -重力加速度,m/s2。
考虑摩擦力和动载的作用后,钻柱任一截面处轴向力为:
Ft K qp Lp qc Lc Ff Fd
3、弯曲力矩(Bending Moment) 其大小与钻柱的刚度、 弯曲变形部分的长度及最大挠度等因 素有关。 4、离心力（Centrifugal force） 5、外挤压力(Collapsing Pressure)：中途测试和卡瓦悬持。 6、纵向振动(Axial Vibration)：钻柱中性点附近产生交变的 轴向应力。纵向振动和钻头结构、所钻地层性质、泵量不均匀、钻 压及转速当等因素有关。
钻柱
钻柱设计
（三）、钻柱强度设计实例 ⑴钻铤设计
选用177.8mm钻铤（1606N／m）54米＋158.8mm钻铤（1212N／m ）组成塔式钻具
ρm 1.2 1 1 0.85 = − = − = K 浮力系数 b 7.8 ρs
1.2 ×180 ×103 = Lc ( − 54 ×1606) = /1212 138m 158.8mm钻铤长度 0.85
钻柱的组成及规范
（四）钻杆（drilling pipe） 各类型接头特点： 外径 内平接头 贯眼接头 正规接头 大 中 小 流阻 强度 磨损 用途 小 中 大 小 中 大 大 中 小 一般钻杆 小尺寸钻杆，工具 打捞工具
钻柱的组成及规范
（四）钻杆（drilling pipe） 接头丝扣： 形状： 顶宽： “V”形扣，夹角60°；
Fw1 1584.28 = = = 1115.69 KN 安全系数法： F St 1.42
' a1
拉力余量法： 取：
Fa1" = Fw1 − 200 =1584.28 − 200 =1384.28KN
Fa1 = 1115.69 KN
钻柱设计
（三）、钻柱强度设计实例 ⑵钻杆设计
第一段钻杆许用长度
L1 Fa1 ×103 / 0.85 − 54 ×1606 − 135 ×1212 = 3730m 284.78
钻柱设计
第二节钻柱与下部钻具组合设计
一、钻柱设计与计算
合理的钻柱设计是确保优质、快速、安全钻井的重要条件。尤其是对深井钻井，钻柱在井下的工作条件十分复杂与恶劣，钻柱设计就显得更加重要。
钻柱设计包括钻柱尺寸选择和强度设计两方面内容。在设计中，一般遵循以下两个原则：
第一，满足强度（抗拉强度、抗击强度等）要求，保证钻柱安全工作；
第二，尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井。
（一）钻柱尺寸选择
具体对一口井而言，钻柱尺寸的选择首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力。同时，还要考虑每个地区的特点，如地质条件、井身结构、钻具供应及防斜措施等。常用的钻头尺寸和钻柱尺寸配合列于表2-21供参考。
表2-21 钻头尺寸与钻柱尺寸配合
从上表可以看出，一种尺寸的钻头可以使用两种尺寸的钻具，具体选择就要依据实际条件。选择的基本原则是：
1．钻杆由于受到扭矩和拉力最大，在供应可能的情况下，应尽量选用大尺寸方钻杆。
2．钻机提升能力允许的情况下，选择大尺寸钻杆是有利的。因为大尺寸钻杆强度大，水眼大，钻井液流动阻力小，且由于环空较小，钻井液上返速度高，有利于携带岩屑。入境的钻柱结构力求简单，以便于起下钻操作。国内各油田目前大都用127mm(5 in)钻杆。
3．钻铤尺寸决定着井眼的有效直径，为了保证所钻井眼能使套管或套铣筒的顺利下入，钻铤中最下部一段（一般应不少一立柱）的外径应不小于允许最小外径，其允许最小钻铤外径为
允许最小钻铤外径＝2×套管接箍外径－钻头直径
当钻铤柱中采用了稳定器，可以选用稍小外径的钻铤。钻铤柱中选用的最大外径钻铤应以保证在可能发生的打捞作业中能够被套铣为前提。
弯曲钻柱轴向力计算及强度校核
二、
钻柱的强度设计与校核
根据第四强度理论导出的等效应力计算公式，现给出一个关于 钻柱强度设计和校核的通式：
Βιβλιοθήκη Baidu
这里谈到的有效轴向力包括（1）由钻柱线浮重引起的 轴向力；（2）钻压引起的轴向力; （3）钻柱运动受到的摩阻力引 起的轴向力等。
谢谢观赏！
钻孔灌注桩PPT资料
钻孔灌注桩技术规范要求
❖ 1、施工前必须进行试打桩，根据不同的桩型数量不得少于2 根。（主要是确定工程桩的控制标准）
❖ 2、相邻两桩的安全距离应大于4D，或最少时间间隔不应少 于36小时。
❖ 3、二清后的泥浆比重应在之间，孔底沉渣厚度应符合下列 规定：
❖ 摩擦端承桩、端承桩≤50mm、端承摩擦桩≤100mm、摩擦桩 ≤300mm，如设计有特殊要求时，应满足设计要求。
钻孔灌注桩常见质量通病及防止
❖ 1、钢筋笼上浮 ❖ 原因分析：（a）在砼浇筑过程中，导管与钢筋笼之间的间
距小，粗骨料的粒径太大，钢筋笼搭接焊头未焊平，导管在 提升、下沉来回过程中，法兰盘挂带钢筋笼。（处理：停止 灌注，反复上下摇动导管或单向旋转）（b）钢筋笼在安装 吊放过程中，骨架扭曲、箍筋变形、脱焊或且导管倾斜，使 得钢筋笼与导管外壁紧密接触。（处理：反复摇动导管，上 下移动，切断二者联系）（c）砼浇筑停歇时间过长砼已初 凝，导管提升时将钢筋笼带出。（d）砼浇筑太快，砼面升 至钢筋笼底时产生向上“浮力”导致钢筋笼上浮。（处理： 控制浇砼速度）
钻孔灌注桩施工工艺流程见图
钻机就位
钻孔达到设计要求
第一次清孔
测孔深沉淤
清孔泥浆
安放钢筋笼 下导管
泥Βιβλιοθήκη Baidu制备
泥浆循环
泥浆处理
清孔泥浆
废浆外运
第二节 钻柱
第二节钻柱
一、钻柱的作用与组成
二、钻柱的工作状态与受力分析
三、钻柱设计
一、钻柱的组成与作用
（一）钻柱的组成
钻柱(Drilling String)是水龙头以下、钻头以上钢管柱的总称。
它包括方钻杆(Square Kelly)、钻杆(Drill Pipe)、钻挺(Drill Collar)、各种接头(Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具。
(一)钻柱组成
(一）钻柱的组成
钻柱是钻头以上，水
龙头以下部分的钢管
柱的总称.
它包括方钻杆、钻
杆、钻挺、各种接头(Joint)及稳定器等井下
工具。
（二）钻柱的作用(见动画)
(1)提供钻井液流动通道；
(2)给钻头提供钻压；
(3)传递扭矩；
(4)起下钻头；
(5)计量井深；
(6)观察和了解井下情况(钻头工作情况、井眼状
况、地层情况)；
(7)进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞等）；
(8)钻杆测试(Drill-Stem Testing),又称中途测试。
1. 钻杆
(1)作用：传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱。
(2)结构：管体+接头，由无缝钢管制成。
1. 钻杆
(3)连接方式及现状：
a.细丝扣连接，对应钻杆为有细扣钻杆。
b.对焊连接，对应钻杆为对焊钻杆。
1. 钻杆
(4)管体两端加厚方式：
常用的加厚形式有内加厚(a)、外加厚(b)、内外加厚(c)三种.
(a) (b) (c)
（5）规范
壁厚：9 ～11mm 外径：
长度：
根据美国石油学会(American Petroleum Institute,简称API)的规定，钻杆按长度分为三类：
"
2
1
,"2
1 ,"21,"8
钻柱力学分析
钻柱力学分析
读者朋友，欢迎你来到这篇文章，这篇文章将为你提供一个深入的分析，关于叫做钻柱力学（Drilling Column Mechanics）的话题。本文将概述钻柱力学的基本原理和它的在石油钻探中的应用，还将分析钻柱力学的可行性以及它在钻探方面的发展前景。
一、钻柱力学的基本原理
钻柱力学的主要原理来自于两个优秀的物理原理：力的平衡和圆柱曲线力学。力的平衡是指钻柱的各种力，如系统重力、钻柱扭矩、钻柱圆柱曲线力学及系统抗拉力，需要相互抵消，以维持力学稳定。而圆柱曲线力学是指圆柱形轴向力的力学行为，可以用来计算钻柱的截面变形情况。
二、钻柱力学在石油钻探中的应用
现代石油钻探技术中，钻柱力学是一个重要的因素，可以帮助工程师理解钻探过程中钻柱受力和变形的情况，以及如何确定在钻探过程中采取正确的措施。此外，钻柱力学还可以用来估计井壁收敛变形，以及确定最佳钻柱尺寸，以减少钻井时间和成本。
三、钻柱力学的可行性
在钻探过程中，钻柱受到各种不同的力，这些力会促使钻柱产生微小的变形，并在时间的推移中不断影响钻探过程的进展。因此，利用钻柱力学可以有效地控制钻柱的受力状态，从而帮助钻探工程师在短时间内完成钻井。此外，钻柱力学可以帮助建立仿真模型，以便工程师可以在实际钻探之前模拟出不同情况下的钻井受力和变形状况。
四、钻柱力学的发展前景
由于石油钻探技术不断进步，钻柱力学在钻井过程中也将变得越来越重要。目前，钻柱力学已经被广泛应用于石油钻探，但未来仍有很多空间可以改进和优化，如研发新型工具和材料，以及提高力学分析技术。此外，研究人员正在尝试用钻柱力学来优化钻探布线，以减少钻探过程中的受力和变形。
钻柱受力分析
❖ (2)公转。
❖ 钻柱像一个刚体，围绕着井眼轴线旋转并沿着井壁滑动。钻 柱公转时，不受交变弯曲应力的作用，但产生不均匀的单向 磨损(偏磨)，从而加快了钻柱的磨损和破坏。
第二章 钻 柱 §2-1 钻柱工作状态及受力分析
（3）公转与自转的结合 钻柱围绕井眼轴线旋转，同时围绕自身轴线转动，即
不是沿着井壁滑动而是滚动。在这种情况下，钻柱磨损均匀 ，但受交变应力的作用，循环次数比自转时低得多。 比较简单。 （4） 纵向振动—钻头振动引起，产生交变应力。
有效长度
❖ 2、主要作用：(1)给钻头施加钻压; (2)减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳； (3)控制井斜。
❖ 3、类 型：光钻铤、螺旋钻铤、扁钻铤。 ❖ 常用尺寸：6-1/4，6-1/2 ，7，8，9 英寸
（三）方钻杆
1、类
型：四方形、六方形
2、特
点：壁厚较大，强度较高
3、主要作用：传递扭矩和承受钻柱的全部重量。
第二章 钻 柱
3. 钻柱的旋转运动形式：
§2-1 钻柱工作状态及受力分析
(1)自转。钻柱像一根柔性轴，围绕自身轴线旋转。钻柱自
转时，在整个圆周上与井壁接触，产生均匀磨损。弯曲钻柱 在自转时，受到交变弯曲应力的作用，容易发生疲劳破坏。 在软地层弯曲井段，钻柱自转容易形成键槽，起钻时可能造 成卡钻事故。
❖
第二章 钻 柱
钻柱工作状态及受力分析
钻柱工作状态及受力分析
一、钻柱的工作状态
在钻井过程中，钻柱主要是在起下钻和正常钻进这两种条件下工作。在起下钻时，整个钻柱被悬挂起来，在自重力的作用下，钻柱处于受拉伸的直线稳定状态。实际上，井眼并非是完全竖直的，钻柱将随井眼倾斜和弯曲。
在正常钻进时，部分钻柱（主要是钻铤）的重力作为钻压施加在钻头上，使得上部钻柱受拉伸而下部钻柱受压缩。在钻压小和直井条大钻压，则会出现钻柱的第一次弯曲或更多次弯曲（图1）。目前，旋转钻井所用钻压一般都超过了常用钻铤的临界压力值，如果不采取措施，下部钻柱将不可避免地发生弯曲。
在转盘钻井中，整个钻柱处于不停旋转的状态，作用在钻柱上的力，除拉力和压力外，还有由于旋转产生的离心力。离心力的作用有可能加剧下部钻柱的弯曲变形。钻柱上部的受拉伸部分，由于离心力的作用也可能呈现弯曲状态。在钻进过程中，通过钻柱将转盘扭矩传送给钻头。在扭矩的作用下，钻柱不可能呈平面弯曲状态，而是呈空间螺旋形弯曲状态。
根据井下钻柱的实际磨损情况和工作情况来分析，钻柱在井眼内的旋转运动形式可能是自转，钻柱像一根柔性轴，围绕自身轴线旋转；也可能是公转，钻柱像一个刚体，围绕着井眼轴线旋转并沿着井壁滑动；或
者是公转与自转的结合及整个钻柱或部分钻柱做无规则的旋转摆动。从理论上讲，如果钻柱的刚度在各个方向上是均匀一致的，那么钻柱是哪种运动形式取决于外界阻力（如钻井液阻力、井壁摩擦力等）的大小，但总以消耗能量最小的运动形式出现。因此，一般认为弯曲钻柱旋转的主要形式是自转，但也可能产生公转或两种运动形式的结合，既有自转，也有公转。
2024年度钻孔灌注桩施工培训讲义PPT(图文并茂)
钢筋笼安装流程
01
02
03
04
安装前应检查桩孔直径、深度 和垂直度等是否符合设计要求
。
将钢筋笼吊入桩孔内，保持其 垂直度和稳定性。
采用定位筋或支撑架将钢筋笼 固定在桩孔中心位置。
检查钢筋笼顶面标高是否符合 设计要求，并进行调整。
2024/3/24
22
安装过程中的注意事项
在安装过程中应轻起轻落，避免碰撞 孔壁或损坏钢筋笼。
20
钢筋笼运输与存放
01
钢筋笼运输前应检查其 完整性，确保无变形、 开裂等现象。
2024/3/24
02
运输过程中应采取防止 钢筋笼变形的措施，如 加设支撑、绑扎牢固等 。
03
04
钢筋笼应存放在平整、 干燥的场地上，避免长 时间露天存放。
21
存放时应按规格、型号 分类码放，标识清晰， 便于查找和使用。
15
钻孔定位与测量
定位方法
采用全站仪或GPS进行精确定位，确保桩位准确。
测量控制
在钻孔过程中，实时监测孔深、孔径、孔斜等参数，确保施工质量。
2024/3/24
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钻孔过程中的问题处理
坍孔处理
若遇到坍孔现象，应立即停钻，采取回填、注浆等措施进行处理 。
卡钻处理
遇到卡钻时，可采用上下提动钻头、转动钻杆等方法尝试解决， 必要时需进行爆破处理。
石油工程钻井钻柱力学-第五章钻柱一般设计方法与螺弯受力精品PPT课件
PtC = 2 S（ Ft /D - G）——————————（c）
此式是一个岁极机方程，它须由塑性挤毁和弹性方程连立
求解。用它可求出管柱的过渡区的抗外挤强度。
6
2）、钻柱的抗内压强度 Fi
钻柱的抗内压力主要来源于地层流体（油、气和水）压力 以及特殊作业（如酸化、压裂、挤水泥）。目前计算内压力 的方法主要有以下三种：
1）、在斜直井中，钻杆在有效重量作用下一般靠在下井壁 上，因而具有均布接触力的作用。Lubinski 定义的有效重 量 We (考虑浮重、流体、弯曲等)。
实际上，钻杆有效重量是 向下的（如图所示），其 侧向分量对井壁上半部分 并不起作用，接触力也是 不均匀和不连续的；井壁 下半部分支撑着全部的侧向分量，而且在下井壁上转换为 摩擦阻力。
Wc——钻铤单位长度重量，Kg/m；
Kf ——-浮力系数，无因次；
3
Wzy——钻压，N；Ph——静液柱压力，Pa；Ap——钻柱 的截面面积，M2，
注意的问题是：
（1）、Fza——为理论值；它是根据钻柱的最小截面面积 （Apmin）的值和材料的屈服强度（s）的大小确定的。 （2）、如果计算值 F > Fza，钻柱有可能发生塑性变形。所 以在大多数钻柱设计中，Fzamax = 0.9 Fza。
式中： PCIN——井深为 DW1处套管的内压力 ,MPa; D D0——上覆岩层压
钻柱受力分析及强度校核
10
钻柱的强度校核
1、钻杆柱任一截面上的静拉伸载荷应满足以下条件：
Ft Fa
式中：Ft ——钻杆柱任一截面上的静拉伸载荷 Fa ——钻杆柱的最大安全静拉力 2、钻杆的最大允许拉伸力Fp=0.9FY 式中：Fp——钻杆的最大允许拉伸力
11
钻柱的强度校核
3、钻杆的最大安全静拉力Fa: 是指允许钻杆所承受的由钻柱重力（浮重）引起的最大载荷， 目前用于校核Fa的方法有三种： 一是安全系数法。考虑起下钻时的动载及摩擦力，一般取一个 安全系数St，以保证钻柱的工作安全：Fa=Fp/St 二是设计系数法。为防止钻杆被卡瓦挤毁，要求钻杆的屈服强 度与拉伸应力的壁纸不小于一定数值。由下式确定
式中：MOP——拉力余量
一般的，在钻杆柱设计中，钻杆的最大安全静拉力取决于 安全系数、 比值和拉力余量三个因素。可用三种方法共同计 算Fa取其中最低者为最大安全静拉力，据此计算钻杆柱的最大 允许长度
13
以上便是全部内容，学生能力有限， 不足之处还请老师批评指正。 谢谢！
14
y d p Ks d p Ks 1 t 2 LS 2 LS
2
1 2
12
钻柱的强度校核
三是拉力余量法。考虑钻柱被卡时的上提解卡力，以钻柱 的最大允许静拉力小于最大安全拉伸力的一个合适余量来确保 钻柱不被拉断。
钻井基本知识ppt课件
5. 《钻井工程》石油工业出版社，何庆庞编著。
4
钻井工程课件
绪论
石油钻井概述 钻井技术的发展 钻井施工工序 目前钻井技术的现状 本章需要4学时
5
一、石油钻井概述
绪论 石油钻井概述
1．石油钻井的概念
所谓石油钻井是指利用专用设备和技 术，在预先选定的地表位置处，向下或一 侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油 气层的工作。
（1）人工掘井：1521年之前 （2）人力冲击钻：1521～1835
年，是靠人力、捞砂筒、特 殊钻头、悬绳、游梁等来完 成的。 实际上是利用了杠杆原理及 自由落体的下落冲击作用来 钻井的。
特点是：
1）破岩与清岩相间进行。 2）冲击力小，破碎效率低。 3）设备简单，起下钻方便。
绪论 钻井技术的发展
支游 架梁
6
一、石油钻井概述
绪论 石油钻井概述
2．石油钻井的种类 （1）把钻井按钻井的目的进行分类：
区域普查井 ：基准井、剖面井、 参数井、构造井
探井：预探井、详探井、边探井 开发井：生产井（油井、气井）、
注入井（注水井、注气井） 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、
救援井等。
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绪论
绪论 钻井技术的发展
工作。 2005年9月渤海石油职业学院从事钻井工程理论与钻井实习
教学。
钻井工程PPT课件
基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和 含油气情况、验证物探成果而钻的井。
剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油 气构造而钻的井。
参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。 构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编
制地下某一标准层的构造图。 探井：为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置（预探
三、钻井施工工序
绪论 钻井的基本工艺过程
1. 定井位 2. 道路勘察 3. 基础施工 4. 安装井架（塔型井架） 5. 搬家 6. 安装设备
7. 一次开钻 8. 二次开钻 9. 钻进 10.起钻 11.换钻头 12.下钻
钻井施工
钻前施工
13.完井电 测 14.下套管固井
完井施工
井口防 溢管
封井器
常规取心工艺、密 闭取心、 保压密闭取心、 定向取心
第五章 固井 ：井身结构、套管柱、油井水泥 第六章 完井技术： 钻开储集层、完井方法、完井井口装置 第七章：钻井事故处理
Leabharlann Baidu
钻井工程课件
主要参考书：
1.《钻井工艺原理》（上、中、下），石油工业 出版社，刘希圣教授主编。 2.《钻井工程理论与技术》石油大学出版社，陈 庭根与管志川教授编著。 3. 《钻井工程》 郝瑞主编（中等专业用书）。 4. 《喷射钻井理论与计算》石油工业出版社，张 绍槐编著。
钻孔桩施工PPT课件
钢筋笼直径、长度等 尺寸偏差在允许范围 内；
钢筋笼安装方法及注意事项
安装方法 采用吊车或桩架主钩吊起钢筋笼，对准孔位后缓慢下放；
下放过程中注意保持钢筋笼的垂直度，避免碰撞孔壁。
钢筋笼安装方法及注意事项
01
注意事项
02
03
04
在钢筋笼顶部设置定位钢筋， 确保笼顶标高符合设计要求；
在钢筋笼外侧设置保护层垫块， 确保钢筋笼保护层厚度满足要
混凝土灌注方法及注意事项
灌注方法
采用导管法进行水下混凝土灌注，确保混凝土连续、均匀地注 入桩孔内。
注意事项
在灌注前应对导管进行密封性检查，确保导管不漏水；控制混 凝土的灌注速度和高度，防止混凝土离析和堵管；在灌注过程 中应随时测量孔内混凝土面高度，及时调整导管埋深。
混凝土养护措施及时间要求
养护措施
对于严重不合格品，需进行报废处理， 并及时通知相关单位和人员，避免造 成更大的损失。
对于轻微不合格品，可进行返工或返 修处理，处理后需重新进行质量检查 和验收。
同时，需对不合格品产生的原因进行 深入分析，采取相应的预防措施，避 免类似问题再次发生。
07 安全防护措施及 环保要求
安全防护措施
施工人员必须佩戴安全帽、安全带等个人防护装备，严 禁酒后上岗和疲劳作业。
验收标准和程序
验收标准
钻孔桩的验收标准主要包括桩位偏差、桩身垂直度、桩径、桩长、混凝土强度等方面的要求，具体标准可参考相 关规范和设计要求。
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1
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式中：C——井眼和稳定器（外径）之差，（mm）；
qm——单位钻铤长度重量，（kg/m）； a——钻头到中稳定器的距离与至下稳定器距离的比；
8
；.
8
三：斜井内钻压和中和点的计算与举例
1、斜、直井钻杆不弯曲的最大可用钻压
2）、钻压？
3）、钻铤作用在井壁上的横向力？
4）、钻铤在空气中的重量？
答案：1962m。222210（N），678351（N），883582（N）。
10
；.
10
第二节 BHA（钻柱）的弯曲微分方程
钻 杆
钻 铤
a
b
c
d
e
f
图 3-1：钻柱的弯曲位置示意图
4）、钻铤、钻杆下部都发生弯曲， N 位于钻杆上——钻压继续增大，钻铤 发生一次或多次弯曲。如图（2-1d）所示。
3
；.
3
5）、钻铤弯曲，钻杆下部弯曲，中和点 N 位于钻杆——如图（2-1e）所示 。
6）、钻铤很短，钻铤略有弯曲变形、但不弯曲，钻杆发生严重弯曲——如图 （2-1f）所示。
？
答案：141m
9
；.
Fra Baidu bibliotek
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例二：条件同例。试求拉压中和点高度（从井底往上）？ 答案：558m
例三：若井斜角为45、70（度），试求中和点高度？ 答案：330m，412m。
例四：如果在例1中，井斜角为：70（度），而求出的钻铤长度为412m。现在 井场上只有152米的钻铤。
试求：1）、有多长的钻杆将发生弯曲？
1），钻铤内外径为：203.2mm（8in）76.2mm（3in），钻铤的单位长度重
量为：218.69（kg/m），钻杆外径为：127mm（5in），钻杆的单位长度重量
为：29（kg/m），泥浆的密度、浮力系数分别为：1440（kg/m3）、0.817，钻
柱与井壁之间的摩擦系数为：0.1，井斜角等于 0（度）。试求：钻铤的长度
Fi = W Sin + Ff； Fd W Sin/2。
4、平衡井斜角概念（在上述两种力的作用下）
1）、当 Fi = Fd时，保持原井斜角方向钻进； 2）、 当 Fi Fd 时，井斜角增大，同时，钟摆力也增大。所以井眼将达到 一个大于原井斜角（）的新的平衡角。
3）、 当 Fi Fd 时，井斜角减小，井眼将达到一个小于原井斜角（）的新 的平衡角。
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4
Mc2 Lc2、 qmc2
• N1
Mc1 Lc1、 qmc1
一次弯曲 T1
O
图3-2b： 下部钻柱弯曲与切点
井眼轴 线
• T切点
地层造斜 力Ff 增井斜力Fi
横向力FH
钻柱 轴线
钻压W0
切点以下重量 W
降井斜力 Fd
图 3-2a： 斜井内钻柱和钻头上的作用
力 5
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1、钻压（Bit Weight）：
石油工程钻井钻柱力学 第三章 BHA弯曲受力与稳定器位置
制作者 二00四年六月—八月
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前面对钻柱的受力进行了计算与分析。为防止钻进过程中钻柱所承受的载荷 达到或超过钻杆的理论负荷后可能发生的某种变形，如弹性、弹塑性变形。 在钻柱设计中，要在钻柱（钻铤、钻杆）理论负荷上乘以不同的系数。
第一节 下部钻柱的弯曲与受力计算 下面首先介绍在钻柱设计中可能遇到的几个基本概念。 一：钻柱发生弯曲形式与条件
二：斜井内下部钻柱受力分析
由井斜原因分析知道：在垂直井中产生井斜的原因包括：
主要因素：下部钻曲等技术条件和 客观因素：地层、地质条件。在斜井中，除了上述原因外，更主要的原因就 是下部钻柱的受力、钻头受力情况。
假设条件：
1）、钻头做自转（象球窝节一样）（横向运动受约束）； 2）、钻铤稳定的靠在井眼低侧（下井壁）； 3）、钻头可自由的偏向任何一个方向切削井壁岩石。
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5、影响井斜平衡角的因素 在各向同性地层中，井斜平衡角的数值主要取决于钻压、钻铤尺寸和井眼尺 寸。因为钻压增加，钻铤弯曲程度加大（即钻头倾角加大），切点下移；结 果增井斜力变大，切点以下钻铤重量减小，减井斜力变小。因此为增大减斜 力，往往在切点位置以上适当位置加稳定器，需用钻头侧向力理论模型进行 计算分析,以实现防斜作用。（例如：1962、霍奇公式；四川管局杨勋尧的满 眼钻具），
W0 =（1-）k w Lc g Cos———（3-3）
式中：W0 ——钻杆不发生弯曲的最大可用钻压（N）；
——钻柱与井壁之间的摩擦系数； k——泥浆浮力系数；
w——钻铤的质量（kg/m）；
Lc——钻铤的长度（m）
2、应用举例：
例一：已知某井钻进时的钻压为：222400（N），井眼直径为：362（14.25 in），垂直段井深为：3048m
由于钻铤弯曲，钻压不沿井眼轴线方向施加给钻头，而是偏离一个角度（钻 头倾角）。 在这种情况下，钻压可一分解成两个力：即： 一个沿原来井眼轴线方向的钻压分力 W0。 一个垂直于井眼轴线的分力（增井斜力）Fi。大小为
W0 = W Cos； Fi = W Sin————————（3-1）
式中：Fi——钻头偏离原井眼轴线造成井斜的增井斜力。
2、钟摆力（pendulum Force）:
井斜后，斜井内钻柱与下井壁形成切点，以下的钻柱的重量 W 势必在垂直
于井壁的方向上产生一个横向分力 FH。该横向力与钟摆作用相似，它使钻头 破碎井眼低侧岩石，
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使井眼恢复垂直状态。按几何重心概念，重心应落在切点以下钻铤长度的1/3 处。为简便计算，Fd 的大小为
Fd W Sin / 2——————————（3-2）
3、地层造斜力（Deflecting Force of the Formation）：
地层造斜力取决于地层倾角、地层的各向异性。在大多数情况下它起增斜作 用。也有可能起降斜作用（当钻水平地层时）。综合上述各力的作用，在钻 头上作用有一对相互矛盾的力，即：增井斜力和降井斜力，
1、钻柱呈直线状态——保持这种状态所需条件。1）、第没有钻压，2）、泥 浆密度小于钢材密度。如图（2-1a）所示。
2）、钻铤变弯，但没有出现弯曲（屈曲弯曲），钻杆呈直线状态——钻压小 于钻铤的弯曲临界钻压。如图（2-1b）所示。
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3）、钻铤产生弯曲，钻杆呈直线， N 位于钻铤顶部——钻压超过钻铤的（ 一次或二次）临界弯曲钻压。如图（2-1c）所示。