钻井工具

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。

起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。

起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。

下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。

旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。

在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。

其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。

钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。

方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。

井下工具井下工具分类井下工具包括扶正器、随钻震击器、取心筒、浮阀、水力割刀、刮管器、铅模、公锥、母锥、卡瓦打捞筒、磁铁打捞器和反循环强磁打捞器、一把抓、反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮、磨鞋、安全接头、套管捞矛、接头等。

扶正器扶正器是下部钻具结构的重要组成部分，它可以防止井壁对钻具的磨损，根据扶正器在钻柱中的位置不同起到防斜、纠斜和稳斜的作用。

按其安装位置分为钻柱型和井底型（近钻头）；按照扶正器翼片形式分为整体扶正器和可换套式扶正器；按照扶正器翼片形状分为螺旋扶正器和直翼扶正器。

随钻震击器随钻震击器是随钻柱一起进行钻井作业的井下解卡工具，当钻井过程中发生卡钻事故时，可根据需要及时启动震击器，进行连续上击或下击，使之解卡恢复正常钻进。

我公司现用随钻震击器是ANADRILL CO.E.Q.全机械式的，有4 3/4“、 6 1/2”、8“等几种规格。

该震击器可以单独选择向上、向下两个方向的冲击力，震击负荷预先在地面调较，也可以在井口现场调校，该震击器对扭矩不敏感，它有一个全机械释放机构，配有能在油中密封的工作部件，可以减少内部磨损。

另外，为了减少震击器心轴的挠曲应力，在震击器的下端要接上挠性接头。

随钻震击器的安装位置随钻震击器一般安置在最上倒数第二和第三根钻铤之间，也就是在中性点之上5吨张力部位，这样状况最好；但根据井下复杂情况，也可以安装在中性点之下使用。

经过检修的随钻震击器送井时都带了维修报告，维修报告中包括一份震击力调试报告。

在震击力调试报告中，标明了几种上击和下击的震击负荷，并标有“字母”记号，意思是此时定位的上、下击负荷。

这个震击负荷是根据一般状况下需要的。

如果需要比“字母”位高或低的震击负荷，现场可以调节。

浮阀钻井过程中，特别是钻到很疏松的砂粒岩且岩石很细碎，在井眼的环空会有很多的细砂，在下钻、接单根时泥浆会倒流，大量砂粒从钻头水眼进入钻具内，开泵就可能造成堵死水眼。

目前各油田正普遍开展钻大角度斜井、水平井，钻井中一般须使用MWD和井下动力钻具。

钻井工具一大钳1.用途：起下钻时用来上卸扣。

2.结构：由钳柄、活动钳头、扣合钳头、扣合弹簧、大钳牙板、调节螺栓、吊杆等组成。

3.分类：BJ DB型，钳柄长4英尺，适用范围3-1/2"～8 "，换钳头可以打8 "～13-3/8"，最大上扣扭矩65,000FT·LBS。

BJ SDD型，适用范围8 "～13-3/8"，最大上扣扭矩100,000FT·LBS。

9"以上钻具必须用SDD大钳上卸扣。

4.靠近司钻一边的大钳是外钳，对面的是内钳。

上扣时外钳在上，内钳在下；卸扣时内钳在上，外钳在下。

打大钳时先打上钳。

卸扣“猫头”的卸扣拉力是上扣“猫头”的上扣拉力的三倍。

二卡瓦1.用途：卡住钻具和套管。

2.结构：卡瓦本体、牙板和销子。

3.分类：⑴钻杆卡瓦。

我公司现用的钻杆卡瓦为VARCO公司的SDML型和SDXL型两种。

钻杆卡瓦本体由三半组成，可以根据管子尺寸来更换不同的牙板来卡紧2-3/8”――5”外径的钻杆。

SDML型，3-1/2"本体：卡3-1/2"钻杆，卡瓦牙板零件号2162－303-1/2"本体：卡2-7/8"钻杆，卡瓦牙板零件号2161－303-1/2"本体：卡2-3/8"钻杆，卡瓦牙板零件号2160－30SDXL型，5"本体：卡5"钻杆，卡瓦牙板零件号2167－545-1/2"本体：卡5"钻杆，卡瓦牙板零件号2169－544-1/2"本体：卡3-1/2"钻杆，卡瓦牙板零件号2163－54⑵套管卡瓦。

我公司现用的套管卡瓦为V ARCO公司的CMS－XL型套管卡瓦，牙板为钮扣式。

（每节12块牙板。

）20"套管卡瓦。

钮扣式牙板312块，卡瓦节数26节。

13-3/8"套管卡瓦。

钮扣式牙板216块，卡瓦节数18节。

钻井工具一、钻头：钻头是破碎岩石的主要工具。

钻头的质量，钻头与岩性，以及与钻头工艺是否适应，直接影响钻井速度，钻井质量和钻井成本。

目前，石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头，牙轮钻头和金刚石钻头。

1、刮刀钻头：刮刀钻头是旋转钻井中最早使用的一种钻头，其特点是结构简单，制造方便，适用于较软底层，机械钻速和钻头进尺较高，不适用于硬地层或软硬较错地层。

2，牙轮钻头；是使用最广泛的一种钻头。

牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易吃入地层，工作刃总长度大，因而，减小了麽损。

牙轮钻头能适应从软到硬的多种地层。

牙轮钻头按牙轮的数量可分为单牙轮钻头，双牙轮钻头，三牙轮和四牙轮钻头。

3、金刚石钻头：是用金刚石材料作为切削刃的钻头。

金刚石钻头由刚体，胎体，水利结构（包括水眼或喷嘴，水槽亦称流道，排屑槽），保径，切削刃（齿）5部分组成。

金钻头按其形状可分为，双锥阶梯形，双锥形，B形，带泼纹B 形。

金刚石钻头是体形钻头，它没有牙轮钻头那样的活动部件，也没有结构薄弱环节，因而，它可以使用高的转速，适用于和高转速的井下动力钻具的一起使用，取得高的效益。

金刚石钻头结构设计，制造比较灵活，生产设备简单，因而，能满足非标准的异型尺寸井眼的钻井需要。

金刚石钻头使用正确时，耐麽且寿命长，适用于深井及研麽性地层使用。

金刚石钻头价格较高。

聚晶金刚石复合片（PDC）钻头：PDC钻头实际上就是微型切削片刮刀钻头。

因而，PDC 钻头的工作原理与刮刀钻头基本相同。

钻头在软到中硬地层以剪切方式破碎岩石，采用较小的钻压就能获得较高的机械钻速。

由于聚晶金刚石层极簿（1㎜左右），极硬，且比碳化钨衬底的耐麽性高100倍以上。

因此，在切削岩石过程中刃口能保持自锐。

锐利的刃口切入地层后，沿扭矩作用方向移动。

剪切岩石，充分利用了岩石剪切强度低的特点，适用于低钻压，高转速。

二、钻柱：钻柱是钻头以上，水龙头以下部分的刚管柱的总称，包括方钻杆，钻杆，钻铤，各种接头，稳定器，减震器，震击器等井下工具。

第四部分钻井工具目录第一章钻具第一节方钻杆第二节钻铤第三节加重钻杆第四节钻杆第五节钻具管理第二章井下工具第一节稳定器第二节随钻震击器第三节扩大器第四节浮阀第五节钻具内防喷器第六节水力割刀第三章井上工具第一节钻杆吊卡第二节吊环第三节钻杆卡瓦第四节手动大钳第五节钻铤吊卡及卡瓦、安全卡瓦第六节套管吊卡、单根吊卡、套管卡瓦第七节转盘补心第四章打捞工具第一节铅模第二节公锥第三节母锥第四节卡瓦打捞筒第五节磁铁打捞器第六节一把抓第七节反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮第八节磨鞋第九节安全接头第十节套管打捞矛钻具是指地面方钻杆以下钻头以上各部分工具的总称。

在钻井过程中，将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。

钻柱是联通地面与地下的枢纽，又是钻井设备与工具的薄弱环节。

随着钻井深度越来越深，对钻柱性能的要求也越高。

钻柱的特点：首先，钻柱钻柱必须是空心的，以便循环泥浆；其次，钻柱要具有一定的强度，以传递功率。

钻柱各组成部分都是具有一定壁厚的空心体。

钻柱是有多种不同部件组成，它的组成随钻井条件和钻井方法不同而有所区别。

但其基本部分是方钻杆、钻杆、钻铤及接头所组成。

本章主要介绍钻具的各组成部分作用、结构、规范以及现场检查方法等方面的一些常识。

一、方钻杆的作用与结构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。

主要作用是传递扭矩和承受钻柱的全部重量。

为了循环泥浆和有效地传递扭矩，方钻杆断面制成中空的正方形或六边形。

石油钻井大型钻机都用四棱方钻杆，地质勘探小型钻机用六棱方钻杆。

方钻杆由于所处的工作条件十分繁重，要求它具有较高抗拉强度和抗扭强度。

所以方钻杆壁厚比一般钻杆大三倍左右，而且多用强度较大的优质合金钢制成。

API标准方钻杆用D、E级或高强度的合金钢AISI4145钢制成。

要求保证制造质量的均衡性。

方钻杆两端接头有丝扣以便连接。

在钻进中方钻杆的上端始终处于转盘面上，为了防止方钻杆在旋转中自动卸扣，所以方钻杆上端的丝扣为反扣，下端为正扣。

30种井下作业工具4、可退式打捞矛工具名称：可退式打捞矛工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于捞取内孔较小的落鱼。

工具结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧。

工作原理：进入鱼腔后，卡瓦依靠自重下滑，斜面向上运动产生径向分力，迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞，同时弹簧起到缓冲作用，防止工具卡住。

5、蓝式可退式打捞筒工具名称：蓝式可退式打捞筒工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于捞取内径较小的落鱼。

工具结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、蓝式矛头。

工作原理：进入鱼腔后，卡瓦依靠自重下滑，斜面向上运动产生径向分力，迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞，同时弹簧起到缓冲作用，防止工具卡住。

蓝式矛头可以适应不同的内径，提高了工具的适用范围。

6、螺旋可退式打捞筒工具名称：螺旋可退式打捞筒工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于捞取内径较小的落鱼。

工具结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、螺旋矛头。

工作原理：进入鱼腔后，卡瓦依靠自重下滑，斜面向上运动产生径向分力，迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞，同时弹簧起到缓冲作用，防止工具卡住。

螺旋矛头可以适应不同的内径和落鱼形状，提高了工具的适用范围。

7、公锥工具名称：公锥工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于打捞内孔较大的落鱼。

工具结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、公锥头。

工作原理：进入鱼腔后，卡瓦依靠自重下滑，斜面向上运动产生径向分力，迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。

公锥头可以适应不同的内径，提高了工具的适用范围。

8、母锥工具名称：母锥工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于打捞内孔较大的落鱼。

工具结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、母锥头。

工作原理：进入鱼腔后，卡瓦依靠自重下滑，斜面向上运动产生径向分力，迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。

母锥头可以适应不同的内径，提高了工具的适用范围。

9、螺旋式外钩工具名称：螺旋式外钩工具型号：HLM-D(S)73工具用途：专门用于捞取外径较大的落鱼。