地质合金三角钻杆
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六种可以互换的接头螺纹
在数字型接头中有五种尺寸的接头与内平型接头 中相应接头具有相同的基面节圆直径、锥度、螺距和 长度；有一种尺寸与4″贯眼接头相同，所以可以互 换。按照中华人民共和国国家标准GB9253.1-99《石 油钻杆接头螺纹》规定，可以互换的螺纹有： ① NC26与23/8IF（2A11×2A10）； ② NC31与27/8IF（211×210）； ③ NC38与31/2IF（311×310）； ④ NC40与4FH（4A21×4A20）； ⑤ NC46与4IF（4A11×4A10）； ⑥ NC50与41/2IF（411×410）；
螺纹中径：指母线位于螺纹牙宽和牙槽宽相等处的 假想圆锥体的直径。基面处的中径称为基面中径。基 面中径是圆锥螺纹的主要参数之一。
牙型角（α）：指螺纹轴向截面内两个牙侧边的 夹角。垂直于螺纹轴线的牙型角的平分角线与牙侧边 的夹角（α/2），称为牙型半角。
螺距（P）：相邻两牙对应点的距离在圆锥螺纹轴 线上的投影长度。其数值与沿圆锥母线量得的距离P′ 之间的关系是：P=P′cosθ。
API Spec 5D规定的钻杆管体长度标准有 三类： 第一类（R1）：长5.5～6.7米（18～22英尺） （少用） 第二类（R2）：长8.23～9.14米（27～30英尺） 第三类（R3）：长11.6～13.7米（38～45英尺）
目前常用的是第二类钻杆,钻杆有效长度一般为 9.25—9.5米左右(订货时一般要求接头加长)。 现用的钻杆其管体与接头是采用对焊的方法连接的， 为了增加其连接强度，管体两端对焊部分是加厚的。 加厚形式有内加厚、外加厚和内外加厚三种，常用 用的钻杆以内外加厚为主。
国内外地质钻机性能介绍与比较
国外地质钻机性能介绍与比较(2009年)1.国钻机概况国地质勘探钻机、水文水井钻机和小型石油钻机，如：TK.3型立轴钻机、TSJ.1000型水源钻机、TSJ.2000钻机、GZ-2000钻机、ZJ20/1350石油钻机等。
小型石油钻机实例：本钻井工程为煤层气产能井钻井工程，工程甲方为晋煤集团蓝焰公司以及中石油华北油田沁水盆地煤层气勘探开发公司。
井身结构：全井分一开、二开，一开深度20m-50m（达到基岩10m以下），孔径311.15mm；二开至完井，孔深400m-1200m，孔径215.9mm。
目的与任务，获取目的煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，为后期产气提供基本参数依据。
2）坑道钻机我国煤矿坑道钻探作业的主导机型为全液压动力头式坑道钻机。
具有钻进效率高、工艺适应性强、操作安全、解体性好、易搬迁等特点。
目前，国全液压动力头式钻机的生产厂家较多，钻进能力从几十米到上千米，已形成多个系列。
ZDY6000LD(A)型履带式全液压坑道钻机ZYL-6000全液压坑道钻机。
钻进示意图配套钻杆◆目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平钻杆、螺旋钻杆两种。
➢外平钻杆是最常用的一种类型，适用于井下常规钻进作业和稳定组合钻具定向钻进。
现有的规格主要有φ42，φ50，φ63·5，φ73，φ89 mm等，具体钻杆参数及配套钻头见下表。
➢螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本煤层大直径救援孔的排粉需要。
螺旋钻杆接头形式多采用插接方式。
可方便处理钻进过程中因塌孔、喷孔、掉块等形成的卡钻、埋钻等孔事故。
目前常用的规格主要有:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130 mm等。
叶片式螺旋钻杆、浅槽螺旋钻杆两种。
庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋钻杆叶片、插接式螺旋钻杆配套钻头➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。
硬质合金钻头一般只适用于本煤层、泥岩等低硬度地层的浅孔施工，目前大多数煤矿为提高钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用PDC钻头。
钢管分类知识
一、钢管的分类1、按生产方法分类（1）无缝钢管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管（2）焊管（a）按工艺分--电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管（b）按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管2、按断面形状分类（1）简单断面钢管--圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他（2）复杂断面钢管--不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他3、按壁厚分类--薄壁钢管、厚壁钢管4、按用途分类--管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他二、无缝钢管标准是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。
钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。
钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。
用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。
钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。
钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。
由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。
此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。
但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。
根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
1.结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。
2.流体输送用无缝钢管（GB/T8163-1999）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。
石油工程技术 井下作业 钻具简介
钻具简介修井中常用钻柱主要由方钻杆、钻杆、钻挺、各种接头及专用工具组成，其中方钻杆、钻杆及钻挺等统称为钻具。
1方钻杆在修井作业中，方钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆连接，方钻杆的主要作用是传递转盘扭矩，承载钻柱的全部悬重。
1.1方钻杆基本结构方钻杆的基本结构形式如图1、图2所示。
图1四棱方钻杆结构图2六棱方钻杆结构1—上接头；2—六方本体；3—下接头方钻杆由于所处工作条件非常繁重，应具有较高的抗拉、抗扭强度，因此方钻杆厚度一般比钻杆大3倍左右，用高强度优质合金钢制造。
方钻杆两端接头配有螺纹，以便与水龙头、钻杆或套铣筒连接，修井作业中方钻杆的上端始终处在转盘面以上，为防止在旋转中自动卸扣，方钻杆上端螺纹一般均为左旋螺纹（反扣），下端为右旋螺纹（正扣），特殊情况根据需要在使用左旋钻杆（反扣钻杆）修井时，可将方钻杆上端改为右旋，下端改为左旋，而相应的水龙头下端也应改为右旋，目前方钻杆均为无细螺纹的对焊型。
1.2方钻杆基本参数方钻杆基本参数见表1。
表1方钻杆规范公称尺寸内径mm 方部尺寸方部长度m上部接头（反扣）下部接头（正扣）in mm 对方mm对角mm方棱半径mm外径mm连接螺纹外径mm连接螺纹37645761009.510.50146420105211 51/4133801331751613.60197630178521 85/821919019021911～121.3使用要求1.3.1方钻杆使用时，上、下端应加配保护接头；1.3.2方钻杆垂直度应小于2mm/根，不允许有扭曲、弯曲现象；1.3.3方钻杆本体长度内不得有微裂纹、表面疤痕等缺陷；1.3.4方补心内方尺寸与方钻杆对方尺寸配套，允许偏差士2mm，超过时应更换或补焊补心内方，以弥补内方尺寸不足，减小方钻杆的磨损；1.3.5方钻杆不用时应插入鼠洞内，不得斜放在钻台与地面之间，以免弄弯方钻杆；1.3.6长时间停用方钻杆，应将其支垫起做好清洁防腐工作；1.3.7方钻杆搬运时，应用专用方钻杆保护管，以免闪、顿弯方钻杆；1.3.8定期无损探伤检测方钻杆；1.3.9方钻杆与补心之间应随时加注润滑剂，以冷却润滑。
岩心地质钻探规范
岩心地质钻探规范总则一、本规程主要是对固体矿产岩心钻探的各项生产活动作出的规定，不包括水文地质钻探、工程地质钻探以及油、气钻探等内容。
二、本规程主要以原国家计委地质局一九七二年颁发的《岩心钻探规程(试行)》、一九七七年国家地质总局颁发的《金刚石岩心钻探操作规程》和一九七九年颁发的《金刚石绳索取心钻进操作规程》为基础，并总结了近些年来在生产实践中的新经验、新方法和新技术、经补充、修订而成的。
三、本规程是岩心钻探设计、施工、管理、检验等项工作的重要依据和准则，各地质勘探的现场操作人员、科研设计人员和技术、行政管理人员都必须严格遵守和执行。
四、本规程各条款，是对岩心钻探作出的一般性和原则性的规定要求。
在贯彻执行本规程时，各局、队可因地制宜地制订实施细则和补充规定。
五、本规程规定的各项钻探工程质量指标，是一般情况下应达到的要求。
当工作矿区因处于不同普查勘探阶段而需要有不同要求或因采用新技术、新方法而改变上述要求时，应根据需要与可能的原则，由地质和探矿部门共同商定，在地质设计(或合同)中提出具体要求，按部有关设计审批的规定报批，经批准后实施。
钻孔质量等级的划分按部计划司制订的“地质工作主要统计指标解释”中有关规定执行。
六、本规程自颁发之日起正式实行，原同类规程即行作废，其它有关规定与本规程有不符之处，以本规程为准。
七、本规程的解释和修改权属地质矿产部。
一章钻进方法、钻孔结构及钻探设备的合理选择第一节钻进方法的选择第一条按与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类1.按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为：(1)软--可钻性1～3级；(2)中硬--可钻性4～6级；(3)硬--可钻性7～9级；(4)坚硬--可钻性10～12级。
2.按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性.中研磨性.强研磨性。
3.按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。
第二条应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，来选择磨料和钻进方法。
三棱钻杆焊缝区断裂分析及解决措施
（ ５ ） 焊趾处 光 滑过渡 到母 体 ， 减 少应 力集 中。
３ ． ５ 焊 接 过 程 的 控 制
焊缝 及热 影 响 区粗 晶 区的 晶粒组织 与加 热温 度 和线能 量相关 。加热 温 度 过 高 ， 在 高 温处 停 留时 间 过长 ， 线 能量 过大 ， 都将 导 致 晶粒 粗化 严 重 ， 粗 晶组 织 脆性 变大 。因此 ， 必 须控 制 加 热 温 度 和 焊接 线 能 量， 适 当 降低 加热 温度 和线 能量 ， 缩 短在 高温处 的停
２ ４
肖 丽辉 等： 三棱钴杆焊缝区断裂分析及解决措施
第１ ４ 卷 第５ 期
等情况 ， 降低了焊接处的强度 。 （ ３ ） 焊缝 结构 不合 理 。 由于应 力集 中 ， 造成 焊接
处 出现 裂纹 和未 焊透等 缺 陷 。
３ 解 决措 施
道焊接 能起 到预 热 的作 用 ， 减少 焊 缝 及 热 影 响 区 的
３ ． ２ 三棱 钻杆 焊接后 热 处理
留时间， 使焊缝区获得细小 晶粒组织 ， 提高焊接处的
韧性 。
４ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结论
在松 软 煤 层钻 孔 施 工 中 ， 三棱 钻 杆 易 断裂 的缺 陷 限制 了其推 广 应 用 。在 以后 的研 究 中 ， 还 需 不 断
通过 金 相 分析 可 知 ， 三 棱钻 杆 焊 缝 区 晶粒 及 显 微 组织 十 分粗 大 ， 还 存 在 着 不 同 程度 的 内应 力 及 热 裂纹 ， 其组 织 和性 能 都 难 以 达 到要 求 。为 改 善 焊 接 区 的性 能 ， 必须 对焊 缝采 取及 时 的保 温 和 回火工 艺 。
Ｅ ８ ］ 田东庄． 矿用高强度钻 杆关键制 造工艺技 术分析 Ｅ Ｊ Ｉ ．
钻杆简介演示
钻杆类型与特点
类型
根据不同的使用需求和地质条件，钻杆可分为多种类型，如加重钻杆、螺旋钻 杆、地质钻杆等。
特点
不同类型的钻杆具有不同的特点和使用范围，如加重钻杆具有较高的抗拉强度 和刚度，适用于深井钻探；螺旋钻杆则具有较好的扭矩传递效率和排屑能力， 适用于软地层钻探。
钻杆材料与制造工艺
材料
钻杆的主要材料包括钢材、合金钢、不锈钢等，根据不同的使用需求和地质条件 选择合适的材料。
开发等。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展 ，钻杆的市场需求将会不断增加。同时 ，随着环保意识的提高和能源结构的调 整，清洁能源领域对钻杆的需求也将逐
渐增加。
未来，随着技术的不断进步和创新，钻 杆的性能和效率将不断提高，应用领域 也将不断拓展，为各行业的发展提供更
好的支持和服务。
05
钻杆技术发展趋势与挑战
钻杆简介演示
汇报人： 日期:
目录
• 钻杆概述 • 钻杆结构与组成 • 钻杆性能参数与评价标准 • 钻杆应用领域与市场需求 • 钻杆技术发展趋势与挑战 • 未来发展趋势预测与展望
01
钻杆概述
定义与作用
定义
钻杆是石油、天然气等钻探过程 中使用的关键工具，用于传递扭 矩、承受拉压等作用。
作用
钻杆是钻井过程中的重要组成部 分，其作用包括传递扭矩、承受 拉压、输送钻井液等，以确保钻 探过程的顺利进行。
技术创新推动产业发展展望
钻杆制造技术不断创新
随着科技的不断进步，钻杆制造技术也在不 断创新，新型材料、新工艺、新技术的应用 将进一步提高钻杆的性能和质量，满足不断 增长的市场需求。
智能化和自动化程度不断 提高
未来，钻杆制造将更加注重智能化和自动化 技术的应用，通过引入先进的机器人技术、 自动化生产线等，提高生产效率和质量，降
井下落物打捞工具的使用
井下落物打捞在油水井生产过程中，由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡。
各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产，严重时可造成停产。
因此，需要针对不同类型的井下落物，选用相应的打捞工具，捞出井下落物，恢复油水井正常生产。
一、打捞基本原则打捞井下落物时要遵循以下原则：1、打捞过程中要确保油、水层不受二次污染与破坏。
2、不损坏井身结构(套管与水泥环)。
3、处理事故过程中必须使事故越处理越容易，而不能越处理越复杂。
二、打捞作业分类㈠按落物种类进行划分根据井下落物的种类可将打捞作业分成四类：1、管类落物打捞，如对油管、钻杆、封隔器、工具等打捞。
2、杆类落物打捞，如对(断脱的)抽油杆、测试仪器、加重杆等打捞。
3、绳类落物打捞，如对录井钢丝、电缆等打捞。
4、小件落物打捞，如对铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和阀球、牙轮等打捞。
㈡按打捞作业的难易程度划分这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法，分为简单打捞和复杂打捞两种。
这种划分方法便于施工准备和制定施工措施。
（1）简单打捞的划分界限是：凡掉入井内的管类、封隔器和绳类等，没有卡钻遇阻等复杂情况，一般作业队的设备及技术力量能够解除的故障，并且不需要采用转盘倒扣、套铣、磨铣等工艺的作业。
在采油、注水、修井过程中掉人井内的铅锤、刮蜡片、压力计、钢丝和钢丝绳等，或在修井过程中没有按操作规程办事，造成的修井工具、管类、绳类掉人井中，或钻具(管柱)、封隔器被卡断落在井内，用简单提拉、震击解卡可以解除的，均属于简单打捞。
（2）复杂打捞的划分界限是：凡掉人井内或卡在井内的管类、封隔器和绳类等，一般作业队设备及技术力量无法处理，须使用倒扣、套铣、钻磨及爆炸措施处理才能恢复正常生产的作业过程。
三、井下落物打捞（一）打捞施工前应考虑的几个问题1.落实井况。
①了解被打捞井的地质、钻井、采油资料，搞清井身结构，套管完好情况，井下有无早期落②搞清落井原因，分析落井后有无变形可能及井下卡、埋等情况。
表2-2普通钻杆及其连接的主要规格yb235.ppt
岩土钻凿工程学Ⅰ
钻进过程中，切削具前面的岩石在分力F的作用下不断产生塑 性流动，并向自由面滑移，即所谓切削作用（图4-2）。这和软金 属的切削加工没有多大区别，切削过程基本上是平稳的，水平力Px 变化不大。同时，切削具在塑性岩石中形成的切槽与刃宽基本吻合。
图4-2 切削具在双向力作用下破碎 塑性岩石
岩土钻凿工程学Ⅰ
切削具不断向前推进，重复着碰撞、压碎、小剪切、大剪切的 循环过程。在每次循环中，切削具两侧的岩石也会和刃前岩石一样， 分别产生一组相近似的小剪切体和大剪切体，使切槽断面近似于梯 形［图4-4(e)］。由于剪切过程是在孔底局部夹持和小剪切、大剪 切交替出现的条件下进行的，故孔底和切槽边沿都是粗糙不平的， 而且有规律地变化着。 当数次小剪切使槽壁也产生侧崩时，便改 善了切削具的夹持状态，为大剪切创造了条件，如图4-4(f)、(g)所 示，图4-4(f)中b为切削具刃宽，B1为大剪切时岩石的切槽宽。整个 破碎过程沿着倾角为γ的螺旋面进行。
岩土钻凿工程学Ⅰ
（ 4 ）纵振、扭振与摆振 孔底跳跃式的破碎岩石（尤其是冲击钻进、牙轮钻进或冲
击回转钻进破碎岩石的条件下）会引起钻杆柱的纵向振动，在 中和点附近产生交变的轴向应力。当产生共振时，钻杆柱容易 疲劳破坏。
当孔底岩石对钻头的回转阻力不断变化时，会引起钻杆柱 的扭转振动，从而产生交变的剪应力。
表4-1中列出了YG类硬质合金的性能对比资料。由表中数据可 知，随着含钴量的增大，硬质合金的耐磨性有所减弱，而抗弯强度、 冲击韧性有所提高。在成分相同的钨钴类硬质合金中，WC的颗粒 越细，则硬质合金的硬度越大，耐磨性越强。反之抗弯强度提高， 韧性增强。
实践证明，采用含钴量不高的粗颗粒硬质合金切削具有助于提 高钻进效率，并保证一定的钻头寿命。
圆弧形三棱抽放钻杆在大众煤矿的应用
圆弧形三棱抽放钻杆在大众煤矿的应用摘要：大众矿属煤与瓦斯突出矿井，典型的“三软”煤层，煤层瓦斯含量高。
工作面在回采过程中，因煤体瓦斯抽排效果不好导致工作面、回风流及采面上隅角瓦斯经常超限，造成正常采煤频繁停止，对产量限制极大。
而煤体瓦斯释放效果不好的原因之一是本煤层瓦斯抽放钻孔打不深，钻孔密度小，工作面沿走向中部煤体内存在钻孔空白带，瓦斯得不到有效抽排，对安全生产构成极大威胁。
结合大众矿现阶段瓦斯抽放情况，选用圆弧形三棱抽放钻杆，对该矿本煤层瓦斯实施钻孔抽放，有效地解决了钻孔成型浅，抽放效果不好的问题，取得了良好效果。
关键词：圆弧形三棱抽放钻杆在大众煤矿的应用1概述大众矿属煤与瓦斯突出矿井，典型的“三软”煤层，煤层瓦斯含量高。
工作面在回采过程中，因煤体瓦斯抽排效果不好导致工作面、回风流及采面上隅角瓦斯经常超限，造成正常采煤频繁停止，对产量限制极大。
而煤体瓦斯释放效果不好的原因之一是本煤层瓦斯抽放钻孔打不深，钻孔密度小，工作面沿走向中部煤体内存在钻孔空白带，瓦斯得不到有效抽排，对安全生产构成极大威胁。
结合大众矿现阶段瓦斯抽放情况，选用圆弧形三棱抽放钻杆，对该矿本煤层瓦斯实施钻孔抽放，有效地解决了钻孔成型浅，抽放效果不好的问题，取得了良好效果。
2矿井概况大众矿为煤与瓦斯突出矿井，现开采的二1煤层，煤层赋存比较稳定，地质构造中等。
煤种类型为瘦煤，煤尘无爆炸性，不易自燃煤层，瓦斯含量高，中国矿业大学对我矿进行了《-500m以上水平二1煤层瓦斯参数研究》，测定二1煤层瓦斯含量分别为7.543m3/t～8.045m3/t，平均含量为7.794m3/t，透气性系数为0.02-0.035m2/(MPa2.d)，瓦斯解析指标K1值为0.35mL/(min0.5·g)，坚固性系数平均值f=0.279，瓦斯放散初速度平均值△P=19.377mmHg，煤样的吸附常数a=33.21m3/t，b=1.30MPa-1，煤的孔隙率平均值为5.443%，瓦斯压力为0.40MPa、0.50MPa、0.37Mpa。
圆角等边高强防突钻杆的设计
圆角等边高强防突钻杆的特征在于 ：杆体是由
４ ５ 号钢无缝钢管经调质加工而成 ，母锥螺纹及公锥 螺纹为 ４ （ 牙／ 英尺 ） 的三角形螺纹 ， 钻杆连接座是由
基础上 ，改善了三角钻杆使用 中断裂问题严重及排 渣不畅的问题。这种新型的结构简单并有更强的抗
１ 圆角等边高 强防突钻杆 的结构特 征
１ ． １ 圆角等 边高 强防 突钻杆 的 结构
见图 １ 。圆角等边高强防突钻杆 ， 杆体 １ 外壁截
（ Ａ— Ａ） （ Ｂ — Ｂ） （ Ｃ— Ｃ）
图 ２ 圆角等边高强防突钻杆 剖视 图
此钻杆连接座与杆体连接处 的壁厚均大于杆体 中部
弯扭 曲能力 的钻杆 ， 转动结构稳定 、 不易断裂 、 使用
４ ２ Ｃ ｒ Ｍ ｏ 圆钢调质加工制成。
寿命较长 、 具有较大环状 间隙 ， 改善 了成孔条件 ， 具 有很强 的粉碎 、 拨动 、 防压死的作用。
２ 圆角等边 高强 防突钻杆 的技术特 点
图１ 中， 取剖面 Ａ — Ａ 、 Ｂ — Ｂ 、 Ｃ — Ｃ的剖视 图， 见图 ２ 。Ｂ — Ｂ剖视 图中通道 Ｉ 直径大于通道 Ⅱ的直径 ， 因
接座进行 了改进 ； 对钻杆抗弯、 抗扭能力、 转动稳定性、 成孔条件进 行 了改善 ， 提 出 了圆角等边 高强度 防突钻杆 的设计理念 ，
为三角钻杆在 高瓦斯 、 强地压、 软煤层的地 质条件 中的应 用提 供 了有力保证 。
关键词 ： 三 角钻 杆 ； 软煤 层 ； 高强 度
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ４ ２ １ ． ２ ＋ ５
的壁厚 ， 使其相应强度得到明显改善 ， 具有更强的抗 弯曲、 抗扭 曲的能力 ， 也使成孔过程中钻杆的转动更
直推式取土钻机的基本工作原理
直推式取土钻机的基本工作原理直推式取土钻机是一种常用的用于钻取地下地质样品的野外装备。
它主要由钻机主机、钻杆、钻头和回收管组成。
在使用过程中，直推式取土钻机的基本工作原理是将钻头推入地下，取得岩心样品，并将其拔出地面。
钻机主机钻机主机包括电动机、减速器、传动轴和转盘等组件。
直推式取土钻机行驶时，电动机通过传动轴带动减速器和转盘的旋转，从而驱动整个钻机主体向前运行。
钻机主机的运行状态决定了整个取样过程的顺利进行。
钻杆钻杆是连接钻机主机和钻头的重要部件，主要负责推进钻头和回收样品。
钻杆可以根据需要进行累加，以满足不同深度的钻取需求。
为了防止钻杆过长而导致折断，需要控制钻杆总长不超过规定的最大长度。
钻头钻头是直接接触地壳岩石的部位。
按照不同的工作条件和取样要求，可以选择不同类型的钻头。
比较常用的是三翼钻头，其切削面为三角形，适用于一般的泥岩、砂岩等软质地层。
当遇到较硬的地层时，可以使用锥形钻头、十字钻头等。
回收管回收管是用来回收取得的地质样品的管道。
回收管的长度和直径根据钻取深度和样品性质来选择。
为了保证样品准确性，需要保证回收管的完整性，避免泥沙等杂质污染样品。
工作原理直推式取土钻机工作时，首先将钻杆调整正确的长度，并安装好钻头和回收管。
钻机主机开始工作后，钻杆开始在地面上旋转并向前推进。
钻杆推进到一定深度后，会遇到所钻取的地层，钻头根据不同的类型和形状，开始切削地层材料，分离出岩芯样品，并将其送入回收管内。
当钻头切削到一定深度后，需要停下钻杆，取出回收管，将样品取出以备分析。
然后再将回收管重新装入钻孔内，继续向下推进，钻取下一个深度的地层。
整个钻取过程重复以上步骤，直到取得所需要的所有岩芯样品。
结论直推式取土钻机是进行野外地质勘探的常用设备之一。
其基本工作原理是通过钻杆和钻头推进地下，取得地层岩芯样品并回收。
在使用过程中，需要合理选择钻头类型和回收管规格，并确保钻杆长度适当合理，避免过长而导致折断，也要保证回收管的完整性，避免样品污染。
北部湾区块钻井作业钻杆耐磨带材质选择
北部湾区块钻井作业钻杆耐磨带材质选择摘要：钻井作业中，钻杆耐磨带的选择只管重要，直接影响井下作业安全，本文根据某平台在北部湾海域钻井作业期间，使用不同尺寸、不同耐磨带材质、不同地质情况下的钻具的使用情况，进行对比分析，得出该区域耐磨带材质的最佳选择，给后续该区域钻井作业有重要的借鉴意义。
关键词：钻井；耐磨带；材质；磨损；生产井；批钻1钻杆耐磨带磨损情况描述1.1 北部湾区块开发井钻井作业1.1.1涠洲11-2油田二期开发项目8口生产井表层钻井发生钻杆耐磨带磨损：平台在涠洲11-2油田二期开发项目8口生产井表层钻井作业中出现钻杆耐磨带磨损严重现象。
本次用钻杆为打桩作业及一开表层作业共动员普通钻杆342根，加重钻杆29根，8”钻铤6根，均为送检送修过后的钻具，预接钻具时对钻具内径、外径、打捞径、长度、钢号等测量并记录，每次钻具出井对钻具外观检查，检查丝扣、台肩面以及耐磨带磨损状况，每口井长起时倒换上部8柱钻杆（约228米）到下口井底部使用。
表层作业结束后，发现共计有120根5-1/2”钻杆耐磨带大部分已经完全磨没，经过丈量已经磨损到钻杆接头本体，其中有些母接头直径到176mm（正常接头尺寸应为178mm）。
该项目8口生产井表层作业采用海水般土浆钻进，平均作业井深1742.2米，平均井斜50.8°，最大井深1933m，最大井斜67°，部分井最大狗腿达4.5°，累计作业进尺13937.5米；耐磨带磨损严重的钻杆最大入井时间404小时，旋转时间339小时，平均入井时间380小时，旋转时间261小时；稳斜段平均钻进参数：钻压20-40klbs，转速：40-50rpm，扭矩：8-20klbs*ft，排量：3900-4200l/min，泵压：1700-2100psi。
1.1.2 涠洲6-13开发井项目A10H8-1/2”井段水基泥浆钻井发生钻杆耐磨带磨损：2017年9月16日，WZ6-13开发井项目A10H井8-1/2”井段水基泥浆起钻作业中（A10H井8-1/2”井段入井一趟钻具钻2个井眼，Mb井眼进尺609m，Ma侧钻井眼进尺748m（裸眼段782m），累计进尺1357m，从9月9日入井至9月16日出井，本井累计旋转时间112h），发现裸眼段底部1-24#普通5”钻杆耐磨带均磨损严重测量接头处外径162-167mm（标准外径168.3mm，该批钻具检验报告测量外径在165-168mm之间），耐磨带材质为鸣锐150型。
钻杆的材质和力学性质-瑞龙钻具
钻杆的材质和力学性质-瑞龙钻具钻井是一项复杂的工程，需要利用各种类型的钻杆和钻头来完成各种不同类型的钻井任务。
钻杆是钻具系统中的一部分，它是负责将钻头连接到钻井机上的部件。
在瑞龙钻具中，钻杆是一项重要的工程装备，因此在该文档中我们将讨论瑞龙钻具的钻杆材质以及其力学性质。
钻杆材质瑞龙钻具的钻杆通常采用高强度合金钢作为材料，这种材料具有出色的强度和韧性，也能抵抗高温和高压。
合金钢通常由多种元素组成，其中包括碳、铬、钼、钴等。
这些元素的不同比例和添加量使得不同种类的合金钢具有不同的性能和用途。
瑞龙钻具的钻杆通常使用钛合金钢，这种材料的强度和韧性非常高，并且具有较好的抗腐蚀性。
钛合金的由于其具有较低的密度，因此钻杆的总重量更轻，可以减少施工时间，提高生产效率。
钻杆力学性质钻杆在钻井作业中承受的压力、张力、弯曲、扭矩等因素会影响钻杆的强度和疲劳寿命。
为了确保钻杆在使用过程中能够承受这些因素的作用，瑞龙钻具的钻杆会经过严格的测试和质量控制。
下面是一些与钻杆力学性质相关的指标：抗拉强度瑞龙钻具的钻杆抗拉强度通常在130-160ksi之间。
这意味着钻杆可以承受很高的张力，不容易断裂。
弯曲强度钻杆的弯曲强度是指在确定的跨度内所能承受的最大载荷，瑞龙钻具的钻杆通常具有出色的弯曲强度，可以在钻井过程中承受很高的弯曲力。
扭转强度钻杆扭转强度是指钻杆能承受弯曲和扭矩作用下的最大应力。
扭转强度也是影响钻杆转速和钻头进给速率的重要因素。
瑞龙钻具的钻杆通常具有较高的扭转强度，能够适应不同的钻井要求。
疲劳寿命钻杆在使用过程中，会受到反复的冲击和振动，因此其疲劳寿命很重要。
瑞龙钻具的钻杆经过严格的疲劳测试，能够保证在长期使用中不会出现疲劳断裂。
总结瑞龙钻具的钻杆采用高强度合金钢或钛合金钢制造，具有良好的强度、韧性和抗腐蚀性。
在设计和制造过程中，瑞龙钻具将钻杆的力学性质作为重要的考虑因素，确保钻杆在使用过程中能够承受各种因素的影响，保证钻井作业的安全和高效。
第三节 XY-2型钻机
图3-25 xy-2型钻机 变速箱（右）
10-观察孔盖； 11-透气塞； 12-一、三挡拨叉； 13-二、四挡拨叉； 14-止动螺钉； 15-侧箱盖； 16封盖； 17-二、 四挡拨叉轴 18-钢球； 19弹簧； 20-侧 箱盖上盖； 21-防松 垫片轴； 22-盖； 23-球形盖； 24-橡胶垫； 25球形盖； 26-弹 簧； 27-变速 手柄； 28-限位板； 29-一、三挡拨叉轴 30-互锁销； 31-反转拨叉轴； 32纸垫； 33-反 转拨叉；
1-主动齿轮； 2-泵前盖； 3-“O”型密封圈 ； 4-轴承套； 5-大泵壳体；6-被动齿轮； 7-滚针轴承； 8-中隔板； 9-小泵壳体； 10-小主动齿轮；11-小从动齿轮；12-泵后盖
齿轮油泵工作原理
出 油 口
进油口
四、钻机的维护保养
钻机的安装、准备及检查参照XY-4钻机 的有关事项进行。 钻机安装地脚螺栓的尺寸见图3-32。 钻机各润滑部位及要求见图3-33及表3-7。
三、构造简述及工作原理
2、变速箱 变速箱为三轴二传动副另加反速轴结 构，与XY-4钻机相似。如图3-25（左）、 （右）所示。
图3-25 xy-2型钻 机变速箱（左）
1-50308轴承； 2-箱体； 3-64904轴承； 4-210轴承； 5-齿轮轴； 6-二、四挡齿轮； 7-输出轴； 8-一、三挡齿轮； 9-万向节组件； 34-止动片； 35-反转齿轮； 36-铜套； 37-一挡齿轮； 38-反转轴； 39-二、三挡齿轮； 40-齿轮； 41-油塞
三、构造简述及工作原理
6、液压传动系统 液压传动系统用于控制立轴给进、钻机 移动、液压卡盘松紧及驱动拧管机或绳索取 芯绞车油马达运动，其工作原理见图3-3。 系统采用双联齿轮油泵供油，油泵构造 见图3-31。
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地质合金三角钻杆
产品特点
本系列产品系我公司近期与科研单位共同开发的专利产品（专利号为：201020122744.8/201120359764.1）。
三棱钻杆全称为三棱圆弧凸棱型瓦斯抽放钻杆，根据接头连接形式分为锥螺纹型，高压螺纹密封型和三棱插接型。
本产品采用优质合金钢管为钻杆杆体，两端接头采用优质42Crmo中碳合金钢为材料，经高压处理成型，真空调质处理。
采用国际先进的过盈焊接装配生产工艺制造而成，避免了因不能使用摩擦焊工艺焊接造成的的质量隐患，与同类产品相比大大提高了产品的机械性能和适应复杂地质条件深孔钻探的能力。
本系列产品已成为松软地质条件下和松软煤层深孔钻探的首选类型。
相关参数
序号
规格型号mm 接头形式连接形式
建议钻
孔深度
理论
扭矩
N.m 钻杆直
径
长度
1 Ф50 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～100m 3500
2 Ф6
3 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～120m 5200
3 Ф73 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～180m 6500
4 Ф73 800～1500 高压螺纹
密封子母螺纹
连接
50～180m 6500
5 Ф73 800～1500 三棱插接四方连接50～250m 7500
产品说明
1、三棱钻杆需进行定期保养维护确定保养周期，定期进行防锈防尘处理。
2、三棱钻杆的使用需在钻机的额定钻距内，根据钻距的技术参数型号采用相配的钻杆。
3、三棱钻杆采用矿用地质类专用地质钻探管与其相配的接头摩擦焊接而成，所以其具有很好的随动性和较高的抗拉强度，可以适应在常规钻探和排放瓦斯用。
在硬岩层、煤层或其他特殊环境作业时，需根据钻杆实际材质物理性能和参数确定其钻进深度等。
4、三棱钻杆与钻头配套使用时，通常情况下钻头应大于钻杆直径，在钻进过程中应时刻注意钻机和钻杆的状况。
如出现卡钻、暴死等现象，应立即停钻或回钻后缓慢钻进保证钻杆不弯曲扁形。
5、三棱钻杆在通风或通水时，钻进时应确定钻杆为紧密连接。
钻杆有密封件时，如O型密封圈等要注意密封件的使用
情况，在出现破损、腐蚀等现象时，要及时更换密封件。
钻进完成后，对密封件做保养清理工作。
6、三棱钻杆钻进时应手动轻轻旋紧，保证紧密配合（螺纹类），不可用钻机直接上钻，防止对钻杆造成损害。
7、若钻杆使用后弯曲度超过标准要求或螺纹损害等造成无法正常作业的应及时做报废处理或回厂返修。
8、根据标准要求，应保证钻杆的钻进深度复合地质钻探相关要求防止钻杆因钻进深度达到钻杆使用极限，发生脱落现象的发生。
9、在酸碱地区工作时，需注意对钻杆的腐蚀作用。
在完成钻进时，应及时用清水清理杆体表面去除腐蚀层。
10、三棱钻杆需在干燥处存放，底部应多点支撑，长期储存时应对钻杆定期维护保养。
11、钻杆不得做重尾堆放的支撑平台，不得将钻杆随意放置在碎石、煤堆下或散乱堆放。
12、三棱钻杆保养除锈/尘清理后应扣上防护帽或装箱封存保证钻杆常用常新。