Baker 钻井手册 —— 钻具基础
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钻井工程手册——【钻井工程 精品资源】
钻井工程常用手册读万卷书行万里路四川石油管理局准南钻井指挥部2002年目录1读万卷书行万里路一、钻井工程常用计算公式 (3)二、钻井工程常用表 (3)三、喷射钻进（优选钻井参数） (5)四、钻井特殊作业 (5)1.定向钻井工艺………………………………………………………………………………………………2.取心作业……………………………………………………………………………………………………3．固井工艺技术…………………………………………………………………………………………….五、钻井液…………………………………………………………………………………………………..六、井控工艺技术…………………………………………………………………………………………..七、井口装置入、事故处理2读万卷书行万里路一、钻井水力参数计算1、环间循环压力损失（简化化式）P=3.18HRQ3/(D井-D) 3*（D井+D））2 D井：井径CM，H：管柱长M，D：管子内径CM，Q：排量L/S3读万卷书行万里路2、钻具内循环压力损失简化公式：P=3.18HrQ2/d5(kg/cm2)4读万卷书行万里路1、喷嘴压力降P嘴=0.82*p*Q2/C2*de(kg/cm2)式中：p-泥浆密度g/cm3),C-流量系数，由试验确定，常用喷嘴为0.95~0.985.de 喷嘴相当直径（cm）de=根号nd嘴的平方n喷嘴数目；d嘴-喷嘴直径cm Q-排量（升/秒）2、循环系统压力损耗5读万卷书行万里路P循=KrQ2(kg/cm2) k-压力损失系数r-泥浆比重g/cm33、喷嘴水功率N嘴=P嘴*Q/7.5=0.11钻井液Q3/C2*de4 1MP(马力)=735.4985W 4、压力分配关系P总=P循+P嘴（kg/cm2）P循=循环系统压力损耗（压耗）P嘴=喷嘴压降（kg/cm2）5、喷射速度V嘴=12.74CQ/de2(米/秒)6、射流冲击力F冲=(nr/g)*f0V嘴2 F冲-射流冲击力，n -喷嘴数目，r-泥浆比重，g -重力加速度fo-每个喷嘴的横截面积（cn2）fo=1/4 3.14*d嘴2，d嘴为喷嘴直径cm 7、返回速度V返=12.74 Q/（D井2-D杆2）米/秒，V返-返回速度（m/s），Q-排量L/S，D井-井径（厘米）；D杆-钻杆外径cm现场计算：钻头压降=0.0861*钻井液密度*排量的平方/喷嘴当量直径的四次方（Pma）射流冲击力=1.3*钻井液密度*排量的平方/喷嘴当量直径的平方((N)6读万卷书行万里路喷射速度=12.73*Q/de2(m/s)钻头水功率=钻头压降*排量（kw）比水功率=1273.9*钻头水功率/钻头外径即井眼直径的平方（W/m）5寸钻杆返速1274*Q/（D井2-1272）二、钻井工程常用数据表7读万卷书行万里路旗开得胜读万卷书行万里路8旗开得胜读万卷书行万里路910读万卷书行万里路11 读万卷书行万里路12 读万卷书行万里路一、前言钻井施工作业是一项多种特殊作业的系统工程，潜在着诸多风险(如人身事故、井喷失控、硫化氢危害等)，这些风险都可能给人和生态环境造成危害。
钻井地质基础知识共59页文档
钻井地质基础知识
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
钻井技术基础
钻井技术基础概述经过石油工作者的勘探会发现储油区块 , 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圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，称为钻井。
在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。
诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。
钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。
石油勘探和开发过程是由许多不同性质、不同任务的阶段组成的。
在不同的阶段中，钻井的目的和任务也不一样。
一些是为了探明储油构造，另一些是为了开发油田、开采原油。
为了适应不同阶段、不同任务的需要，钻井的种类可分为以下几种。
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，提供地球物理参数而钻的井。
一般钻到基岩并要求全井取心。
剖面井：在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井。
目的是为了揭露区域地质剖面，研究地层岩性、岩相变化并寻找构造。
主要用于区域普查阶段。
参数井：在含油盆地内，为了解区域构造，提供岩石物性参数所钻的井。
参数井主要用于综合详查阶段。
构造井：为了编制地下某一标准层的构造图，了解其地质构造特征，验证物探成果所钻的井。
探井：在有利的集油气构造或油气田范围内，为确定油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需的地质资料而钻的井。
各勘探阶段所钻的井，又可分为预探井，初探井，详探井等。
资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究取得资料数据而钻的井。
生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的井。
生产井又可分为产油井和产气井。
注水(气)井:为了提高采收率及开发速度,而对油田进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。
专为注水注气而钻的井叫注水井或注气井，有时统称注入井。
《钻井基础知识》课件
定向钻进技术
定向钻进技术是一种在钻井过程中 控制井眼轨迹的技术
定向钻进技术可以应用于各种地质 条件下的钻井作业
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
定向钻进技术可以减少钻井成本， 提高钻井效率
定向钻进技术可以提高钻井的安全 性和环保性
油气层保护与储层改造
油气层保护的重要性与技术措施
油气层保护 是钻井作业 中的重要环 节，直接影 响到油气资 源的开发和 利用。
钻井液的性能参数与维护处理
密度：影响钻井液的悬浮能力、流动性和 稳定性
粘度：影响钻井液的润滑性、携砂能力和 剪切力
滤失量：影响钻井液的失水量和泥饼质量
固相含量：影响钻井液的稳定性和流动性
维护处理：定期检测钻井液的性能参数， 及时调整和维护，确保钻井液的性能稳 定和钻井作业的安全高效。
钻进工艺技术
钻井平台：用于支撑钻井设 备，提供工作空间
钻井液
钻井液的组成与性质
组成：主要由水、泥浆、 添加剂等组成
性质：具有润滑、冷却、 清洗、保护等作用
作用：保持井壁稳定，防 止井壁坍塌
影响因素：温度、压力、 粘度等
钻井液的分类与选择
水基钻井液：以水为主要成分，适用于浅层地层 油基钻井液：以油为主要成分，适用于深层地层 合成基钻井液：以合成材料为主要成分，适用于特殊地层 选择原则：根据地层性质、钻井深度、钻井速度等因素选择合适的钻井液类型
油气井寿命
水力压裂技术及应用
水力压裂技术：通过高压泵将液体注入地层，使地层产生裂缝，从而提 高油气产量 应用领域：广泛应用于油气开采、地热开发等领域
技术特点：高效、环保、安全
应用实例：美国页岩气革命、中国页岩气开发等
钻井基础知识知识讲解
钻井基础知识钻井基础知识1 钻头钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。
衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。
2 钻机八大件钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。
3 钻柱组成及其作用钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。
钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。
4 钻井液的性能及作用钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。
钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。
5 常用的钻井液净化设备常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。
6 钻井中钻井液的循环程序钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。
7 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。
8 预测和监测地层压力的方法(1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。
9 钻井液静液压力和钻井中变化静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。
钻具基础知识
钻具基础知识一、钻柱的组成与功用（一）钻柱的组成钻柱(Drilling String)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(Square Kelly)、钻杆(Drill Pipe)、钻铤(Drill Collar)、各种接头(Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具。
（二）钻柱的功用(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（3）规范：壁厚：9 ～11mm，一般是9.19mm。
外径：根据各种钻杆情况而定，如常用的127，140等。
长度：一般在9.5m左右。
常用钻杆规范（内径、外径、壁厚、线密度等（2）接头及螺纹螺纹连接条件：尺寸相等，丝扣类型相同，公母螺纹相匹配。
钻杆接头特点：壁厚较大，外径较大，强度较高。
钻杆接头类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）；NC系列●内平式：主要用于外加厚钻杆。
特点是钻杆通体内径相同，钻井液流动阻力小；但外径较大，容易磨损。
●贯眼式：主要用于内加厚钻杆。
其特点是钻杆有两个内径，钻井液流动阻力大于内平式，但其外径小于内平式。
●正规式：主要用于内加厚钻杆及钻头、打捞工具。
其特点是接头内径＜加厚处内径＜管体内径，钻井液流动阻力大，但外径最小，强度较大。
这种类型接头均采用V型螺纹，但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。
NC型系列接头NC23，NC26，NC31，NC35，NC38，NC40，NC44，NC46，NC50，NC56，NC61，NC70，NC77等。
NC—National Coarse Thread，（美国）国家标准粗牙螺纹。
钻井手册
钻井手册：《钻井手册(第2版)(套装共2册)》以实际应用技术为主，同时既有理论知识，又有实践经验。
手册分上、下两册。
上册主要内容有：钻井设计、地层压力与井身结构、套管设计与下套管作业、固井与完井、钻井液、钻头与钻井参数设计、井控技术、钻柱与下部钻具组合设计；下册主要内容有：特殊工艺井钻井、欠平衡钻井、海洋钻井、深井与超深井钻井、钻井装备与工具、地质综合评价、钻井HSE管理、井下复杂与事故、钻井新技术、附录。
内容简介：《钻井手册(第2版)(套装共2册)》可供从事油气钻井工程的技术人员、管理人员使用，也可供相关专业技术人员、管理人员和相关院校师生参考。
图书目录：《钻井手册：上册》目录：第一章钻井设计第一节钻井设计的基本要求第二节钻井设计的基本原则和程序第三节一般井钻井设计的主要内容第四节批钻井钻井设计的主要内容第五节钻井工程的质量要求第六节钻井施工设计与策划第七节钻井设计的监督与执行附录一钻井设计编制规范附录二中国石油天然气集团公司井筒工程设计资质管理办法附录三钻井井身质量控制规范（SYfI、5088—2008）第二章地层压力及井身结构设计第一节几个基本概念第二节地应力第三节地层孔隙流体压力第四节地层破裂压力第五节地层坍塌压力与井眼稳定性第六节井身结构设计参考文献第三章套管设计与下套管作业第一节套管柱类型第二节套管设计的力学基础第三节套管载荷分析第四节API套管强度计算公式第五节双轴应力计算第六节套管特性第七节套管柱设计第八节特殊类型井套管柱设计第九节下套管作业第十节套管的井口装定计算附录常用相关标准第四章固井与完井第一节油井水泥第二节水泥浆性能第三节油井水泥外加剂及外掺料第四节前置液第五节水泥浆流变学第六节水泥浆设计第七节注水泥工艺第八节挤水泥及注水泥塞第九节特殊井固井技术第十节固井质量评价第十一节固井设备、工具与附件参考文献第五章钻井液第一节概述第二节钻井液性能第三节钻井液性能测试仪器与性能测试方法第四节常用钻井液体系及其应用第五节钻井液原材料及处理剂第六节钻井液体系与性能、配方设计第七节钻井液的使用与维护第八节保护油气层的钻井液体系第九节钻井液的主要计算及常用数据表第十节钻井液固相控制第十一节钻完井液废弃处理附录常用相关标准第六章钻头与钻井参数设计第一节概述第二节地层可钻性与钻头选型第三节影响钻速因素及作用机理第四节钻井水力参数的设计方法第五节牙轮钻头钻压和转速优选第六节PDC钻头钻压与转速优选第七节复合驱动钻井技术第八节高压喷射钻井技术第九节新型破岩方法与工具参考文献附录优化参数钻井基本方法及应用（节选自SY/T5234—2004）第七章井控技术第一节概述第二节钻井设计对井控的要求第三节井控装置第四节钻开油气层的井控第五节预防和发现溢流第六节关井和关井压力第七节压井第八节井喷失控的处理第八章钻柱与下部钻具组合设计第一节钻柱的作用与组成第二节钻柱构件的规范和特性第三节钻柱的设计与计算第四节井斜控制技术第五节钻具失效预测预防《钻井手册：下册》目录：第九章特殊工艺井钻井技术第一节概述第二节定向井第三节丛式井第四节水平井第五节大位移井第六节分支井第七节侧钻井第八节专用工具与测斜仪器第十章欠平衡钻井技术第一节概述第二节装备、工具与仪器第三节欠平衡钻井技术理论体系第四节气体钻井第五节泡沫钻井第六节充气液钻井第七节储层欠平衡钻井第八节全过程欠平衡钻完井第十一章海洋石油钻井技术第一节概述第二节海洋钻井环境条件第三节海洋钻井设计第四节海洋钻井设施及装置第五节拖航及作业准备第六节海洋钻井基本程序第七节海洋钻井完井报告的主要内容第八节作业安全、环境保护与应急管理第九节深水钻井参考文献附录常用相关标准第十二章深井、超深井钻井技术第一节概述第二节深井、超深井钻井工艺第三节深井、超深井钻井液技术第四节深井、超深井固井技术参考文献第十三章钻井装备与工具第一节钻机第二节井下动力钻具第三节井下工具第四节井口工具第五节石油钻井钢丝绳附录常用相关标准第十四章科学钻井地质综合评价及完井技术第一节地质录井技术第二节工程录井技术第三节钻井取心技术第四节裸眼井常用测井技术第五节井壁取心和电缆地层测试技术第六节常用生产测井和工程测井技术第七节地层测试技术第八节完井技术参考文献附录常用相关标准第十五章钻井HSE管理第一节概述第二节HSE管理体系和方法第三节钻井作业风险识别与控制第四节应急管理第五节钻井作业的环境保护第六节钻井作业安全监督附录常用相关标准第十六章井下复杂与事故第一节概述第二节井下事故处理工具、仪器及使用方法第三节阻卡的预防与处理第四节钻具事故的预防与处理第五节井下落物事故的预防与处理第六节井漏的预防与处理第七节固井事故的预防与处理第八节套管断裂和破损的预防与处理第九节测井事故的预防与处理第十七章钻井新技术第一节概述第二节套管钻井技术第三节连续管钻井技术第四节膨胀管与等直径钻井技术第五节控压钻井技术附录附录一常用法定单位与非法定单位附录二常用计量单位间换算系数表附录三常用材料密度表附录四中国区域年代地层（地质年代）表。
钻井基础知识
钻井基础知识绪论一、钻井施工工序钻井是一项复杂的系统工程，每一口油气井的完成都包括钻前施工、钻井施工和固井作业三个阶段。
第一章、钻井地质基础知识一、岩石的机械性质1、岩石的机械性质⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。
根据外力性质的不同，分为抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度等。
一般情况下，岩石的几种强度关系为：抗拉＜抗弯＜抗剪＜抗压。
岩石的强度与岩石的孔隙度有关，孔隙度孔隙度大，岩石的强度就小。
岩石的强度还与组成岩石的物质成分有关，由硬度较高的矿物组成的岩石其强度也较高。
⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强度。
在钻井过程中，钻头接触的岩石处在多向压缩的应力状态下，其岩石的硬度反映了多向应力状态下的抗压强度。
岩石的硬度与造岩矿物的成分、孔隙度、胶结物⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。
⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身也受到岩石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。
⑸岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程度。
也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。
2、岩石性质对钻井的影响其影响主要表现在：影响钻进速度与钻头进尺：使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况：钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井、固井等。
⑴粘土岩层。
泥岩和页岩一般较软，钻速快，但容易产生钻头泥包。
这种地层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀，导致井径缩小。
随着浸泡时间的延长，井壁会产生垮塌现象，井径扩大。
⑵砂岩层。
砂岩一般来说是较好的渗透层，在井壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。
另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质钻井液。
⑶砾岩层。
在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和井壁垮塌。
⑷在当地层软硬交错时，易发生井斜，地层倾角较大者也易发生井斜。
⑸当岩层中含有可溶性盐类，即钻到石膏层、盐岩层时，要注意对钻井液性能的影响。
二、钻井中地质录井工作1、钻时录井概念：是通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来的过程，一般用“分／米”表示。
钻具知识
钻杆接头尺寸（mm）
六、石油钻杆接头螺纹
石油钻杆接头螺纹是牙形为60°三角形、大螺距、 大锥度、带密封台肩面的特殊螺纹。适用于石油钻杆接 头、水龙头、方钻杆、钻铤、钻头及其它钻柱部件的连 接。
石油钻杆接头牙型共有V-0.038R（2种）、V-0.040 （1种）、V-0.050（2种）、V-0.065（1种）6种牙 型。V-0.038R牙型，即牙底圆弧半径为0.038in的牙 型；V-0.040、V-0.050、V-0.065牙型，即牙顶宽分 别为0.040in、0.050in、0.065in的牙型
1.3 钻具的组合使用
优质、快速是对钻井工作的基本要求。所谓优质主 要是对井身质量而言。衡量井身质量的标准很多，但井斜 问题始终是衡量井身质量的一项重要内容。在实际工作中， 要想打一口直井是很难的。所以，根据钻柱在井下受力情 况，合理地设计钻柱与下部钻具组合，提高下部钻柱的稳 定性，对于提高钻头工作指标和有效地克服井斜具有十分 重要的意义。
有关术语及定义
螺纹锥度：任意两截面直径差与两截面之间的距离之比。对 圆锥螺纹来说一般是指螺纹中径锥度。 圆锥螺纹基面及基面距：垂直于螺纹轴线，距螺纹台肩密封 面为一定距离的一个截面为圆锥螺纹基面，该距离为基面距。 石油钻杆接头螺纹中距螺纹大端面为15.875mm处的垂直于螺 纹轴线的截面为接头螺纹基面，其基面距为15.875mm。
贯眼型螺纹（FH）：贯眼型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头连接内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径和 钻杆加厚端内径相等而均小于钻杆管体内径的通经。
正规型螺纹（REG）：正规型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头曾用于连接内加厚钻杆，形成钻杆接头内 径小于钻杆加厚端内径而钻杆加厚端内径又小于钻杆管 体内径的通经。
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六、石油钻杆接头螺纹
石油钻杆接头螺纹是牙形为60°三角形、大螺距、 大锥度、带密封台肩面的特殊螺纹。适用于石油钻杆接 头、水龙头、方钻杆、钻铤、钻头及其它钻柱部件的连 接。
石油钻杆接头牙型共有V-0.038R（2种）、V-0.040 （1种）、V-0.050（2种）、V-0.065（1种）6种牙 型。V-0.038R牙型，即牙底圆弧半径为0.038in的牙 型；V-0.040、V-0.050、V-0.065牙型，即牙顶宽分 别为0.040in、0.050in、0.065in的牙型
1.3 钻具的组合使用
优质、快速是对钻井工作的基本要求。所谓优质主 要是对井身质量而言。衡量井身质量的标准很多，但井斜 问题始终是衡量井身质量的一项重要内容。在实际工作中， 要想打一口直井是很难的。所以，根据钻柱在井下受力情 况，合理地设计钻柱与下部钻具组合，提高下部钻柱的稳 定性，对于提高钻头工作指标和有效地克服井斜具有十分 重要的意义。
有关术语及定义
螺纹锥度：任意两截面直径差与两截面之间的距离之比。对 圆锥螺纹来说一般是指螺纹中径锥度。 圆锥螺纹基面及基面距：垂直于螺纹轴线，距螺纹台肩密封 面为一定距离的一个截面为圆锥螺纹基面，该距离为基面距。 石油钻杆接头螺纹中距螺纹大端面为15.875mm处的垂直于螺 纹轴线的截面为接头螺纹基面，其基面距为15.875mm。
贯眼型螺纹（FH）：贯眼型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头连接内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径和 钻杆加厚端内径相等而均小于钻杆管体内径的通经。
正规型螺纹（REG）：正规型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头曾用于连接内加厚钻杆，形成钻杆接头内 径小于钻杆加厚端内径而钻杆加厚端内径又小于钻杆管 体内径的通经。
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Baker钻井手册——钻具基础
Baker钻井手册——钻具基础第四章Drillstring Basics钻具基础Upon completion of this section you will be able to:读完这一部分后，你可以1、Explain how drill pipe grades define the yield strength and tensile strength of steel.1、解释钻杆钢级是如何定义钢材的屈服强度和抗拉强度的；2、Explain how drill pipe is classified.2、解释钻杆是怎么分类的；3、Calculate total yield strength for a specific grade/class of drill pipe.3、计算特定钢级和类别钻杆的屈服强度；4、Explain the effects of buoyancy on the drillstring.4、解释浮力对钻具的影响；5、Calculate the buoyed weight (or hookload) in a vertical hole.5、计算直井中钻具的浮重（或称悬重）；6、Explain the causes of varying hookload during the drilling process.6、解释钻进过程中大钩悬重变化的原因；7、Explain overpull and calculate the maximum permitted pull.7、解释过提、计算最大许用上提力；8、Calculate required BHA air weight for applications where drill pipe is to be run in compression.8、计算在允许钻杆受压的钻井过程中，需要的井下钻具组合净重；9、Calculate critical buckling force and explain the factorsinvolved when running drill pipe in compression.9、计算压曲临界力并解释压缩钻杆的钻井过程中的原理；10、Explain causes and effects of sinusoidal and helical buckling.10、解释正弦和螺旋弯曲的起因及影响因素；11、Explain neutral point and calculate the approximate location of the neutral point in a rotary drillstring.11、解释中和点并计算其在转动钻具中的大概位置；12、Explain the relationship between cyclic bending stress and drill pipe fatigue.12、解释周期性的弯曲应力和钻杆疲劳的关系；13、Describe some of the factors affecting axial drag and torque, and the effect of drag on weight on bit.13、描述一些影响轴向摩擦力和扭矩的因素以及摩擦力对钻压的影响。
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第四章
Drillstring Basics
钻具基础
Upon completion of this section you will be able to: 读完这一部分后，你可以 1、Explain how drill pipe grades define the yield strength and tensile strength of steel. 1、解释钻杆钢级是如何定义钢材的屈服强度和抗拉强度的； 2、Explain how drill pipe is classified. 2、解释钻杆是怎么分类的； 3、Calculate total yield strength for a specific grade/class of drill pipe. 3、计算特定钢级和类别钻杆的屈服强度； 4、Explain the effects of buoyancy on the drillstring. 4、解释浮力对钻具的影响； 5、Calculate the buoyed weight (or hookload) in a vertical hole. 5、计算直井中钻具的浮重（或称悬重）； 6、Explain the causes of varying hookload during the drilling process. 6、解释钻进过程中大钩悬重变化的原因； 7、Explain overpull and calculate the maximum permitted pull. 7、解释过提、计算最大许用上提力； 8、Calculate required BHA air weight for applications where drill pipe is to be run in compression. 8、计算在允许钻杆受压的钻井过程中，需要的井下钻具组合净重； 9、Calculate critical buckling force and explain the factors involved when running drill pipe in compression. 9、计算压曲临界力并解释压缩钻杆的钻井过程中的原理； 10、Explain causes and effects of sinusoidal and helical buckling. 10、解释正弦和螺旋弯曲的起因及影响因素；
Tubulars
管件
Introduction 介绍 Drill pipe and collars are designed to satisfy certain operational requirements. In general, downhole tubulars must have the capability to withstand the maximum expected hookload, torque, bending stresses, internal pressure, and external collapse pressure. Operational capabilities of different sizes and grades of drill pipe and collars are tabulated in the API RP 7G to assist the drilling engineer in selection of pipe and collars for a given drilling situation. Other concerns, such as the presence of H2S, must also be considered in the selection process. 钻杆和钻铤是为满足特定作业需求而设计的。总体来说，入井管件必须禁得 起预期的最大悬重、扭矩、弯曲力、内压力和外挤力。不同尺寸和钢级的钻杆和 钻铤的工作能力记录于 API 标准 RP 7G，以帮助钻井工程师在特定钻井条件下选 择钻杆和钻铤。在选择过程中，诸如存在 H2S 等具体情况也要加以考虑。 Drill Pipe Yield Strength and Tensile Strength 钻杆的屈服强度和抗拉强度 If drill pipe is stretched, it will initially go through a region of elastic deformation. In this region, if the stretching force is removed, the drill pipe will return to its original dimensions. The upper limit of this elastic deformation is called the Yield Strength, which can be measured in psi. Beyond this, there exists a region of plastic deformation. In this region, the drill pipe becomes permanently elongated, even when the stretching force is removed. The upper limit of plastic deformation is called the Tensile Strength. If the tensile strength is exceeded, the drill pipe will fail. Tension failures generally occur while pulling on stuck drill pipe. As the pull exceeds the yield strength, the metal distorts with a characteristic thinning in the weakest area of the drill pipe (or the smallest cross sectional area). If the pull is increased and exceeds the tensile strength, the drillstring will part. Such failures will normally occur near the top of the drillstring, because the top of the string is subjected to the upward
Grade E drill pipe has a lower yield strength in psi than the high strength drill pipe
grades, however once the yield strength is exceeded, it can withstand a greater
Drill Pipe Grades 钻杆钢级 There are four common grades of drill pipe which define the yield strength and tensile strength of the steel being used. 钻杆有 4 个常用钢级，定义了所用钢材的屈服强度和抗拉强度。
medium depth wells (10,000 to 15,000 feet).
E 级钻杆使用较低等级的钢材制造，这种钢材有时被称为“温和”金属，因为
它在单位面积上具有最低的屈服强度（psi）。温和金属通常定义为单位面积屈服
强度在 80,000psi 以下的金属。众所周知，E 级钻杆较高钢级的钻杆具有更小的
percentage of stretch or “strain” prior to parting. Lower grades of steel such as Grade
E are also more resistant to corrosion and cracking. Grade E has been utilized in
钢级
E
X-95
G-105
S-135
最小屈服强度（psi） 75000
95000
105000
135000
最小抗拉强度（psi） 100000
105000
115000
1450lower grade of steel, is sometimes referred to as “mild”
steel, because it has the lowest yield strength per unit area. As such, mild steel is
generally defined as steel with a yield strength of less than 80,000 psi. As can be seen,
pulling force as well as the downward weight of the drillstring. 如果钻杆受拉，起初，它会在一定拉力范围内发生弹性形变。在这个范围内，
如果拉力消失，钻杆能恢复原状。这个范围的上限称为屈服强度，可用 psi 衡量。 超过这个范围后，存在一个塑性形变范围。在这个范围内，钻杆被永久拉长，即 使拉力消失也不恢复。这个范围的上限称为抗拉强度，如果拉力超过抗拉强度， 钻杆会被拉断。钻杆被拉断的情况一般发生在上提被卡钻具的时候。如果拉力超 过屈服强度，钻杆最薄弱处（或最小截面积处）的金属会变细。如果拉力继续上 涨并超过抗拉强度，钻具会断裂。这样的断裂通常发生在钻具上部，因为管柱的 上部不但要承受向上的拉力，还要承受其下钻具的重量。
单位面积屈服强度（psi），然而，一旦拉力超过屈服强度，它在破断前，可以禁
受更大比率的拉力或“张力”。同样，像 E 级钻杆这样低等级的钢材对腐蚀和破裂 有更强的抵抗能力。E 级钻杆一般应用于中等深度的井（10,000ft ~ 15,000ft）。
Drillstring Basics
钻具基础
Upon completion of this section you will be able to: 读完这一部分后，你可以 1、Explain how drill pipe grades define the yield strength and tensile strength of steel. 1、解释钻杆钢级是如何定义钢材的屈服强度和抗拉强度的； 2、Explain how drill pipe is classified. 2、解释钻杆是怎么分类的； 3、Calculate total yield strength for a specific grade/class of drill pipe. 3、计算特定钢级和类别钻杆的屈服强度； 4、Explain the effects of buoyancy on the drillstring. 4、解释浮力对钻具的影响； 5、Calculate the buoyed weight (or hookload) in a vertical hole. 5、计算直井中钻具的浮重（或称悬重）； 6、Explain the causes of varying hookload during the drilling process. 6、解释钻进过程中大钩悬重变化的原因； 7、Explain overpull and calculate the maximum permitted pull. 7、解释过提、计算最大许用上提力； 8、Calculate required BHA air weight for applications where drill pipe is to be run in compression. 8、计算在允许钻杆受压的钻井过程中，需要的井下钻具组合净重； 9、Calculate critical buckling force and explain the factors involved when running drill pipe in compression. 9、计算压曲临界力并解释压缩钻杆的钻井过程中的原理； 10、Explain causes and effects of sinusoidal and helical buckling. 10、解释正弦和螺旋弯曲的起因及影响因素；
Tubulars
管件
Introduction 介绍 Drill pipe and collars are designed to satisfy certain operational requirements. In general, downhole tubulars must have the capability to withstand the maximum expected hookload, torque, bending stresses, internal pressure, and external collapse pressure. Operational capabilities of different sizes and grades of drill pipe and collars are tabulated in the API RP 7G to assist the drilling engineer in selection of pipe and collars for a given drilling situation. Other concerns, such as the presence of H2S, must also be considered in the selection process. 钻杆和钻铤是为满足特定作业需求而设计的。总体来说，入井管件必须禁得 起预期的最大悬重、扭矩、弯曲力、内压力和外挤力。不同尺寸和钢级的钻杆和 钻铤的工作能力记录于 API 标准 RP 7G，以帮助钻井工程师在特定钻井条件下选 择钻杆和钻铤。在选择过程中，诸如存在 H2S 等具体情况也要加以考虑。 Drill Pipe Yield Strength and Tensile Strength 钻杆的屈服强度和抗拉强度 If drill pipe is stretched, it will initially go through a region of elastic deformation. In this region, if the stretching force is removed, the drill pipe will return to its original dimensions. The upper limit of this elastic deformation is called the Yield Strength, which can be measured in psi. Beyond this, there exists a region of plastic deformation. In this region, the drill pipe becomes permanently elongated, even when the stretching force is removed. The upper limit of plastic deformation is called the Tensile Strength. If the tensile strength is exceeded, the drill pipe will fail. Tension failures generally occur while pulling on stuck drill pipe. As the pull exceeds the yield strength, the metal distorts with a characteristic thinning in the weakest area of the drill pipe (or the smallest cross sectional area). If the pull is increased and exceeds the tensile strength, the drillstring will part. Such failures will normally occur near the top of the drillstring, because the top of the string is subjected to the upward
Grade E drill pipe has a lower yield strength in psi than the high strength drill pipe
grades, however once the yield strength is exceeded, it can withstand a greater
Drill Pipe Grades 钻杆钢级 There are four common grades of drill pipe which define the yield strength and tensile strength of the steel being used. 钻杆有 4 个常用钢级，定义了所用钢材的屈服强度和抗拉强度。
medium depth wells (10,000 to 15,000 feet).
E 级钻杆使用较低等级的钢材制造，这种钢材有时被称为“温和”金属，因为
它在单位面积上具有最低的屈服强度（psi）。温和金属通常定义为单位面积屈服
强度在 80,000psi 以下的金属。众所周知，E 级钻杆较高钢级的钻杆具有更小的
percentage of stretch or “strain” prior to parting. Lower grades of steel such as Grade
E are also more resistant to corrosion and cracking. Grade E has been utilized in
钢级
E
X-95
G-105
S-135
最小屈服强度（psi） 75000
95000
105000
135000
最小抗拉强度（psi） 100000
105000
115000
1450lower grade of steel, is sometimes referred to as “mild”
steel, because it has the lowest yield strength per unit area. As such, mild steel is
generally defined as steel with a yield strength of less than 80,000 psi. As can be seen,
pulling force as well as the downward weight of the drillstring. 如果钻杆受拉，起初，它会在一定拉力范围内发生弹性形变。在这个范围内，
如果拉力消失，钻杆能恢复原状。这个范围的上限称为屈服强度，可用 psi 衡量。 超过这个范围后，存在一个塑性形变范围。在这个范围内，钻杆被永久拉长，即 使拉力消失也不恢复。这个范围的上限称为抗拉强度，如果拉力超过抗拉强度， 钻杆会被拉断。钻杆被拉断的情况一般发生在上提被卡钻具的时候。如果拉力超 过屈服强度，钻杆最薄弱处（或最小截面积处）的金属会变细。如果拉力继续上 涨并超过抗拉强度，钻具会断裂。这样的断裂通常发生在钻具上部，因为管柱的 上部不但要承受向上的拉力，还要承受其下钻具的重量。
单位面积屈服强度（psi），然而，一旦拉力超过屈服强度，它在破断前，可以禁
受更大比率的拉力或“张力”。同样，像 E 级钻杆这样低等级的钢材对腐蚀和破裂 有更强的抵抗能力。E 级钻杆一般应用于中等深度的井（10,000ft ~ 15,000ft）。