【學(xué)習(xí)】第二章鉆柱（格式）-第二章鉆進(jìn)工具

1、整理課件鉆井工程鉆井工程 復(fù)習(xí)舊課：復(fù)習(xí)舊課：1 1、鉆頭的類型、鉆頭的類型 2 2、金剛石鉆頭與、金剛石鉆頭與 PDCPDC鉆頭的鉆頭的 組成及區(qū)別；組成及區(qū)別； 3 3、 鉆頭的工作原理。鉆頭的工作原理。導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課：鉆頭是破碎巖石的主要工具，需：鉆頭是破碎巖石的主要工具，需要一定的鉆壓和轉(zhuǎn)速，鉆壓和轉(zhuǎn)速是由誰(shuí)要一定的鉆壓和轉(zhuǎn)速，鉆壓和轉(zhuǎn)速是由誰(shuí)產(chǎn)生和傳遞的呢產(chǎn)生和傳遞的呢？整理課件第二章第二章 鉆柱鉆柱 一、鉆柱的作用與組成一、鉆柱的作用與組成 二、鉆柱的工作二、鉆柱的工作 狀態(tài)與受力分析狀態(tài)與受力分析 三、鉆柱設(shè)計(jì)三、鉆柱設(shè)計(jì) 四、本章需要四、本章需要1010學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)整理課件一、鉆

2、柱的作用一、鉆柱的作用 概念概念：鉆柱是鉆頭以上，水龍頭以下各部分的管柱鉆柱是鉆頭以上，水龍頭以下各部分的管柱的總稱。它包括方鉆桿、鉆桿、鉆挺、的總稱。它包括方鉆桿、鉆桿、鉆挺、 各種接頭、及各種接頭、及穩(wěn)定器等井下工具。穩(wěn)定器等井下工具。（一）、鉆柱在鉆井過(guò)程中的主要作用（一）、鉆柱在鉆井過(guò)程中的主要作用 1、為鉆井液由井口流向鉆頭提供通道；、為鉆井液由井口流向鉆頭提供通道； 2、給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫?、給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫?鉆壓鉆壓)，使鉆頭的工作刃，使鉆頭的工作刃不斷吃入巖石；不斷吃入巖石； 3、把地面動(dòng)力、把地面動(dòng)力(扭矩等扭矩等)傳遞給鉆頭，使鉆頭不斷旋傳遞給鉆頭，使鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)破碎巖

3、石；轉(zhuǎn)破碎巖石； 4、起下鉆頭；、起下鉆頭； 5、根據(jù)鉆柱的長(zhǎng)度計(jì)算井深。、根據(jù)鉆柱的長(zhǎng)度計(jì)算井深。第二章第二章 鉆鉆 柱柱2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件（二）鉆柱的特殊作用（二）鉆柱的特殊作用v 1 1、通過(guò)鉆柱可以觀察和了解鉆頭的工、通過(guò)鉆柱可以觀察和了解鉆頭的工作情況、井眼狀況及地層情況等；作情況、井眼狀況及地層情況等；v 2 2、進(jìn)行取心、擠水泥、打撈井下落物、進(jìn)行取心、擠水泥、打撈井下落物、處理井下事故等特殊作業(yè)；處理井下事故等特殊作業(yè)；v 3 3、對(duì)地層流體及壓力狀況進(jìn)行測(cè)試與、對(duì)地層流體及壓力狀況進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，即鉆桿測(cè)試，又稱中途測(cè)試評(píng)價(jià)，即鉆桿測(cè)試，又稱中途

4、測(cè)試 整理課件 二、鉆柱組成二、鉆柱組成v方鉆桿方鉆桿 v鉆桿鉆桿 v鉆鋌鉆鋌v穩(wěn)定器穩(wěn)定器v配合接頭和保護(hù)接頭配合接頭和保護(hù)接頭v其它井下工具：其它井下工具： 減震器、震擊器、減震器、震擊器、 擴(kuò)眼器、鍵槽破壞器擴(kuò)眼器、鍵槽破壞器第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件 （一）鉆桿（一）鉆桿 1、作用：傳遞扭矩和輸送鉆井液，延長(zhǎng)鉆柱。、作用：傳遞扭矩和輸送鉆井液，延長(zhǎng)鉆柱。 2 2、結(jié)構(gòu)：管體、結(jié)構(gòu)：管體+ +接頭接頭 第二章第二章 鉆鉆 柱柱2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度整理課件 3 3、規(guī)范、規(guī)范： （1 1）壁厚：）壁厚：9

5、9 11mm11mm （2 2）外徑：）外徑：73.073.0，88.988.9（33），101.6101.6， 114114、（、（44），127.0127.0（5 5英寸）英寸） （3 3）長(zhǎng)度：）長(zhǎng)度： 1822ft ，2730ft， 3845ft第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成4、接頭及絲扣、接頭及絲扣（1）絲扣連接）絲扣連接： 2）鉆桿接頭點(diǎn)鉆桿接頭點(diǎn)（3）鉆桿接頭類型：）鉆桿接頭類型：尺寸相等，絲扣類型尺寸相等，絲扣類型相同，公母扣相匹配。相同，公母扣相匹配。壁厚較大，外徑較大，壁厚較大，外徑較大，強(qiáng)度較高。強(qiáng)度較高。內(nèi)平、貫眼、正規(guī)。內(nèi)平、貫眼、

6、正規(guī)。整理課件 內(nèi)平式：主要用于外加厚鉆桿。其特點(diǎn)是鉆桿通體內(nèi)徑相同，鉆井液流動(dòng)阻力??；但外徑較大，容易磨損。v貫眼式：主要用于內(nèi)加厚鉆桿。其特點(diǎn)是鉆桿有兩個(gè)內(nèi)徑，鉆井液流動(dòng)阻力大于內(nèi)平式，但其外徑小于內(nèi)平式。v正規(guī)式：主要用于內(nèi)加厚鉆桿及鉆頭、打撈工具。其特點(diǎn)是接頭內(nèi)徑加厚處內(nèi)徑管體內(nèi)徑，鉆井液流動(dòng)阻力大，但外徑最小，強(qiáng)度較大。 三種類型接頭均采用V型螺紋，但扣型、扣距、錐度及尺寸等都有很大的差別。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件v5 5、鉆桿的通稱尺寸：、鉆桿的通稱尺寸：指鉆桿本體外徑指鉆桿本體外徑v6 6加重鉆桿加重鉆桿v 加重鉆桿是用厚壁鋼管制

7、造的新型鉆柱構(gòu)件，管加重鉆桿是用厚壁鋼管制造的新型鉆柱構(gòu)件，管體兩端和中部有超長(zhǎng)的外加厚接頭或外加厚段，兼有體兩端和中部有超長(zhǎng)的外加厚接頭或外加厚段，兼有鉆鋌和鉆桿的功能。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：鉆鋌和鉆桿的功能。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：v (1)(1)超長(zhǎng)的整體接頭可以提供較大的耐磨表面和重超長(zhǎng)的整體接頭可以提供較大的耐磨表面和重量，接頭螺紋可以多次修復(fù)；量，接頭螺紋可以多次修復(fù)；v (2)(2)比同尺寸的鉆桿重，管體和接頭外徑與普通鉆比同尺寸的鉆桿重，管體和接頭外徑與普通鉆桿一致，內(nèi)孔是內(nèi)平的，內(nèi)孔直徑至少等于鉆鋌的內(nèi)桿一致，內(nèi)孔是內(nèi)平的，內(nèi)孔直徑至少等于鉆鋌的內(nèi)徑。徑。v (3)(3)中部外加厚

8、段起小型穩(wěn)定器作用。受壓時(shí)管體中部外加厚段起小型穩(wěn)定器作用。受壓時(shí)管體可以撓曲，只有兩端和中部加厚段接觸井壁，管體本可以撓曲，只有兩端和中部加厚段接觸井壁，管體本身不受磨損。身不受磨損。v 第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆鉆柱的作用與組成柱的作用與組成整理課件v (4)(4)耐磨表面是用硬質(zhì)合金加固的接頭，壽命可以耐磨表面是用硬質(zhì)合金加固的接頭，壽命可以延長(zhǎng)延長(zhǎng)4 4倍。倍。v 鉆柱疲勞失效常發(fā)生在鉆鋌以上數(shù)根鉆桿上，因鉆柱疲勞失效常發(fā)生在鉆鋌以上數(shù)根鉆桿上，因?yàn)閺你@鋌過(guò)渡到鉆桿時(shí)斷面急劇變化，彎曲應(yīng)力集中為從鉆鋌過(guò)渡到鉆桿時(shí)斷面急劇變化，彎曲應(yīng)力集中在這部分鉆桿上。如果在鉆鋌和鉆桿之間加

9、入加重鉆在這部分鉆桿上。如果在鉆鋌和鉆桿之間加入加重鉆桿，則可以緩和斷面的變化，減少應(yīng)力集中，從而減桿，則可以緩和斷面的變化，減少應(yīng)力集中，從而減少鉆具事故。另外，與鉆鋌相比，加重鉆桿還有打撈少鉆具事故。另外，與鉆鋌相比，加重鉆桿還有打撈容易、可縮短起下鉆時(shí)間、搬運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)，并能保容易、可縮短起下鉆時(shí)間、搬運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)，并能保持定向井的方位，起到穩(wěn)斜作用。在大鉤負(fù)荷和鉆壓持定向井的方位，起到穩(wěn)斜作用。在大鉤負(fù)荷和鉆壓相同的情況下，使用加重鉆桿，還可提高鉆機(jī)的鉆深相同的情況下，使用加重鉆桿，還可提高鉆機(jī)的鉆深能力。國(guó)外加重鉆桿已廣泛用于直井和斜井，據(jù)統(tǒng)計(jì)能力。國(guó)外加重鉆桿已廣泛用于直井和斜井，

10、據(jù)統(tǒng)計(jì)已超過(guò)數(shù)百萬(wàn)根，但我國(guó)很少使用?，F(xiàn)就國(guó)外使用情已超過(guò)數(shù)百萬(wàn)根，但我國(guó)很少使用?，F(xiàn)就國(guó)外使用情況分述如下：況分述如下：v 第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件v (1) (1)用于直井：在鉆鋌和普通鉆桿之間連接用于直井：在鉆鋌和普通鉆桿之間連接15153030根加重鉆桿，就可防止與鉆鋌連接的鉆桿發(fā)生疲勞破根加重鉆桿，就可防止與鉆鋌連接的鉆桿發(fā)生疲勞破壞；壞；v (2)(2)用于定向井：定向井鉆柱中接上加重鉆桿后，用于定向井：定向井鉆柱中接上加重鉆桿后，可使鉆鋌和加重鉆桿不緊貼在井壁上，從而減少發(fā)生可使鉆鋌和加重鉆桿不緊貼在井壁上，從而減少發(fā)生泥餅卡鉆的

11、可能性，減少卸扣扭矩，在起鉆時(shí)上提拉泥餅卡鉆的可能性，減少卸扣扭矩，在起鉆時(shí)上提拉力也不會(huì)超過(guò)井內(nèi)重量太多。此外，還能更好地控制力也不會(huì)超過(guò)井內(nèi)重量太多。此外，還能更好地控制井斜角和方位角，減少定向工作的次數(shù)，從而縮短定井斜角和方位角，減少定向工作的次數(shù)，從而縮短定向井的建井周期。向井的建井周期。v 在定向井中，為了保證足夠的鉆壓，所需的加重在定向井中，為了保證足夠的鉆壓，所需的加重鉆桿長(zhǎng)度比直井在同樣鉆壓下所需長(zhǎng)度大，一般在鉆桿長(zhǎng)度比直井在同樣鉆壓下所需長(zhǎng)度大，一般在3030井眼中需加長(zhǎng)度井眼中需加長(zhǎng)度1515，在，在4545井眼中需增加長(zhǎng)度井眼中需增加長(zhǎng)度4040，在，在6060井眼中需增

12、加長(zhǎng)度井眼中需增加長(zhǎng)度100%100%。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件（二）鉆鋌（二）鉆鋌v1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：管體兩端直接車制絲扣，無(wú)專門接頭；壁厚大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：管體兩端直接車制絲扣，無(wú)專門接頭；壁厚大(38-53毫毫米），重量大，是鉆桿質(zhì)量的米），重量大，是鉆桿質(zhì)量的46倍倍剛度大。剛度大。v2 2、主要作用：主要作用：(1)(1)給鉆頭施加鉆壓給鉆頭施加鉆壓; ; (2) (2)減輕鉆頭的振動(dòng)、擺動(dòng)和跳動(dòng)等，使鉆頭工作平穩(wěn)；減輕鉆頭的振動(dòng)、擺動(dòng)和跳動(dòng)等，使鉆頭工作平穩(wěn)； (3)(3)控制井斜?？刂凭薄 3、類類 型：光鉆鋌、螺旋鉆鋌、扁鉆鋌。型：光

13、鉆鋌、螺旋鉆鋌、扁鉆鋌。v常用尺寸：常用尺寸：6-1/4，6-1/2 ，7，8，9 英寸英寸第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度整理課件（三）方鉆桿（三）方鉆桿 1 1、類、類 型：四方形、六方形型：四方形、六方形 2 2、特、特 點(diǎn)：壁厚較大，強(qiáng)度較高點(diǎn)：壁厚較大，強(qiáng)度較高 3 3、主要作用：傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量。、主要作用：傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量。 4 4、常用尺寸：、常用尺寸：89mm(3-1/289mm(3-1/2英寸英寸) )，108mm (4-1/2108mm (4-1/2英寸英寸) )， 133.4mm (5-1/213

14、3.4mm (5-1/2英寸英寸) )。v v 5、方鉆桿統(tǒng)稱尺寸：方鉆桿統(tǒng)稱尺寸：方鉆桿統(tǒng)稱尺寸指方部截面邊寬方鉆桿統(tǒng)稱尺寸指方部截面邊寬 整理課件v 6 6、方鉆桿技術(shù)規(guī)范方鉆桿技術(shù)規(guī)范v 方鉆桿位于鉆柱的最上端，有四方形和六方形兩方鉆桿位于鉆柱的最上端，有四方形和六方形兩種。鉆進(jìn)時(shí)，方鉆桿與方補(bǔ)心、轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心配合，將地種。鉆進(jìn)時(shí)，方鉆桿與方補(bǔ)心、轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心配合，將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。 v 標(biāo)準(zhǔn)方鉆桿全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)方鉆桿全長(zhǎng)121219 m19 m，驅(qū)動(dòng)部分長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)部分長(zhǎng)111125 m25 m。為了適應(yīng)。為了適應(yīng)鉆柱配合的需要，方鉆桿也有多

15、種尺寸和接頭類型。方鉆桿的鉆柱配合的需要，方鉆桿也有多種尺寸和接頭類型。方鉆桿的壁厚一般比鉆桿大三倍左右，并用高強(qiáng)度合金鋼制造，故具有壁厚一般比鉆桿大三倍左右，并用高強(qiáng)度合金鋼制造，故具有較大的抗拉強(qiáng)度及抗扭強(qiáng)度可以承受整個(gè)鉆柱的重量和旋轉(zhuǎn)鉆較大的抗拉強(qiáng)度及抗扭強(qiáng)度可以承受整個(gè)鉆柱的重量和旋轉(zhuǎn)鉆柱及鉆頭所需要的矩。柱及鉆頭所需要的矩。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成上方保接頭上方保接頭下方保接頭下方保接頭整理課件v 方鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，上端始終處于轉(zhuǎn)盤面以上，方鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，上端始終處于轉(zhuǎn)盤面以上，下部則處在轉(zhuǎn)盤面以下。方鉆桿上端至水龍頭下部則處在轉(zhuǎn)盤面以下。方鉆桿上

16、端至水龍頭的連接部位的絲扣均為左旋絲扣的連接部位的絲扣均為左旋絲扣( (反扣反扣) )，以防，以防止方鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)卸扣。方鉆桿下端至鉆頭的所止方鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)卸扣。方鉆桿下端至鉆頭的所有連接絲扣均為右旋轉(zhuǎn)扣有連接絲扣均為右旋轉(zhuǎn)扣( (正扣正扣) )，在方鉆桿帶，在方鉆桿帶動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲扣越上越緊。為減輕方鉆桿動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲扣越上越緊。為減輕方鉆桿下部接頭絲扣下部接頭絲扣( (經(jīng)常拆卸部位經(jīng)常拆卸部位) )的磨損，常在該的磨損，常在該部位裝保護(hù)接頭。加上兩端方保接頭，全長(zhǎng)部位裝保護(hù)接頭。加上兩端方保接頭，全長(zhǎng)141415米。米。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成5、

17、方鉆桿技術(shù)規(guī)范、方鉆桿技術(shù)規(guī)范整理課件（四）穩(wěn)定器（四）穩(wěn)定器 1、作用：防止井斜；、作用：防止井斜； 控制井眼軌跡控制井眼軌跡2、類型：剛性穩(wěn)定器、不轉(zhuǎn)動(dòng)橡膠套穩(wěn)定器、類型：剛性穩(wěn)定器、不轉(zhuǎn)動(dòng)橡膠套穩(wěn)定器、 滾輪穩(wěn)定器滾輪穩(wěn)定器 其中：剛性穩(wěn)定器：螺旋棱（長(zhǎng)棱、短棱）；其中：剛性穩(wěn)定器：螺旋棱（長(zhǎng)棱、短棱）； 直棱（長(zhǎng)棱、短棱）直棱（長(zhǎng)棱、短棱）第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成整理課件v（五）配合接頭（五）配合接頭v1、作用：把兩端不符合連接條件的鉆柱、作用：把兩端不符合連接條件的鉆柱

18、連接在一起。連接在一起。v2、接頭的類型、接頭的類型有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度（1）（4）（3）（2）注：注：（1）公母扣接頭；）公母扣接頭； （2）雙公扣接頭）雙公扣接頭 ; （3）雙母扣接頭）雙母扣接頭 （4）特殊接頭）特殊接頭整理課件v小結(jié)：小結(jié)：v1、鉆柱的作用：、鉆柱的作用：第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱的作用與組成鉆柱的作用與組成 鉆柱在鉆井過(guò)程中的主要作用鉆柱在鉆井過(guò)程中的主要作用鉆柱的特殊作用鉆柱的特殊作用 2、鉆柱組成：、鉆柱組成： 鉆桿、鉆鋌、方鉆桿、穩(wěn)定器、鉆桿、鉆鋌、方鉆桿、穩(wěn)定器、 配合接頭配合接頭作業(yè)：作業(yè)：1、鉆柱的概

19、念？鉆柱的概念？ 2、鉆柱的作用有哪些？、鉆柱的作用有哪些？ 3、鉆柱的組成？、鉆柱的組成？整理課件 一、鉆柱的工作狀態(tài)一、鉆柱的工作狀態(tài)1. 1. 起下鉆工況下：起下鉆工況下： （1 1）直井：直的拉伸、滑動(dòng)）直井：直的拉伸、滑動(dòng) （2 2）斜井：隨井眼傾斜和彎曲，滑動(dòng)。）斜井：隨井眼傾斜和彎曲，滑動(dòng)。2. 2. 正常鉆進(jìn)工況下正常鉆進(jìn)工況下 上部受拉伸，下部受壓彎曲；在扭矩作用下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。上部受拉伸，下部受壓彎曲；在扭矩作用下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 下部鉆柱彎曲的原因：下部鉆柱彎曲的原因： 鉆壓的作用使下部鉆柱受壓縮，當(dāng)壓力達(dá)到鉆柱的臨鉆壓的作用使下部鉆柱受壓縮，當(dāng)壓力達(dá)到鉆柱的臨界界 壓力，鉆柱將失

20、去直線穩(wěn)定狀態(tài)而發(fā)生彎曲并與井觸。壓力，鉆柱將失去直線穩(wěn)定狀態(tài)而發(fā)生彎曲并與井觸。 壓力較大時(shí)可能發(fā)生多次彎曲。壓力較大時(shí)可能發(fā)生多次彎曲。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱的鉆柱的工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件3. 鉆柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式鉆柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式： (1)(1)自轉(zhuǎn)。鉆柱像一根柔性軸，圍繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。鉆柱自自轉(zhuǎn)。鉆柱像一根柔性軸，圍繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。鉆柱自轉(zhuǎn)時(shí)，在整個(gè)圓周上與井壁接觸，產(chǎn)生均勻磨損。彎曲鉆柱轉(zhuǎn)時(shí)，在整個(gè)圓周上與井壁接觸，產(chǎn)生均勻磨損。彎曲鉆柱在自轉(zhuǎn)時(shí)，受到交變彎曲應(yīng)力的作用，容易發(fā)生疲勞破壞。在自轉(zhuǎn)時(shí)，受到交變彎曲應(yīng)力的作用，容易發(fā)生疲勞破壞。在軟地層

21、彎曲井段，鉆柱自轉(zhuǎn)容易形成鍵槽，起鉆時(shí)可能造在軟地層彎曲井段，鉆柱自轉(zhuǎn)容易形成鍵槽，起鉆時(shí)可能造成卡鉆事故。成卡鉆事故。v (2)(2)公轉(zhuǎn)。公轉(zhuǎn)。v鉆柱像一個(gè)剛體，圍繞著井眼軸線旋轉(zhuǎn)并沿著井壁滑動(dòng)。鉆鉆柱像一個(gè)剛體，圍繞著井眼軸線旋轉(zhuǎn)并沿著井壁滑動(dòng)。鉆柱公轉(zhuǎn)時(shí)，不受交變彎曲應(yīng)力的作用，但產(chǎn)生不均勻的單向柱公轉(zhuǎn)時(shí)，不受交變彎曲應(yīng)力的作用，但產(chǎn)生不均勻的單向磨損磨損( (偏磨偏磨) )，從而加快了鉆柱的磨損和破壞。，從而加快了鉆柱的磨損和破壞。 第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-1 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀

22、態(tài)及受力分析 （3）公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的結(jié)合）公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的結(jié)合 鉆柱圍繞井眼軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，即鉆柱圍繞井眼軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，即不是沿著井壁滑動(dòng)而是滾動(dòng)。在這種情況下，鉆柱磨損均勻不是沿著井壁滑動(dòng)而是滾動(dòng)。在這種情況下，鉆柱磨損均勻，但受交變應(yīng)力的作用，循環(huán)次數(shù)比自轉(zhuǎn)時(shí)低得多。，但受交變應(yīng)力的作用，循環(huán)次數(shù)比自轉(zhuǎn)時(shí)低得多。比較簡(jiǎn)單。比較簡(jiǎn)單。 （4） 縱向振動(dòng)縱向振動(dòng)鉆頭振動(dòng)引起，產(chǎn)生交變應(yīng)力。鉆頭振動(dòng)引起，產(chǎn)生交變應(yīng)力。 (5）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)由井底對(duì)鉆頭旋轉(zhuǎn)阻力的變化引起，產(chǎn)生由井底對(duì)鉆頭旋轉(zhuǎn)阻力的變化引起，產(chǎn)生交變扭剪應(yīng)力。交變扭剪應(yīng)力。 （6）橫向擺振）橫向擺振達(dá)

23、到某一臨界轉(zhuǎn)速，可能產(chǎn)生無(wú)規(guī)則擺動(dòng)，達(dá)到某一臨界轉(zhuǎn)速，可能產(chǎn)生無(wú)規(guī)則擺動(dòng)，產(chǎn)生交變彎曲應(yīng)力。產(chǎn)生交變彎曲應(yīng)力。 一般認(rèn)為彎曲鉆柱旋轉(zhuǎn)的主要形式是自轉(zhuǎn)，但也可能產(chǎn)一般認(rèn)為彎曲鉆柱旋轉(zhuǎn)的主要形式是自轉(zhuǎn)，但也可能產(chǎn)生公轉(zhuǎn)或兩種運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)合，既有自轉(zhuǎn)，也有公轉(zhuǎn)。生公轉(zhuǎn)或兩種運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)合，既有自轉(zhuǎn)，也有公轉(zhuǎn)。整理課件 二、鉆柱的受力分析二、鉆柱的受力分析1. 概述概述（1）自重產(chǎn)生的拉力）自重產(chǎn)生的拉力（2）鉆壓產(chǎn)生的壓力）鉆壓產(chǎn)生的壓力（3）鉆井液的浮力）鉆井液的浮力（4）摩擦阻力）摩擦阻力（5） 循環(huán)壓降產(chǎn)生的附加拉力循環(huán)壓降產(chǎn)生的附加拉力（7）起下鉆時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷）起下鉆時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷（8）扭

24、距）扭距（9）彎曲應(yīng)力）彎曲應(yīng)力（10）離心力）離心力（11）外擠力）外擠力（12）振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力）振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力 鉆柱受力最嚴(yán)重的部位：鉆柱受力最嚴(yán)重的部位：1）井口斷面）井口斷面拉力最大，扭距最大；拉力最大，扭距最大；2）下部受壓彎曲部分）下部受壓彎曲部分交變軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭剪應(yīng)力交變軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭剪應(yīng)力3）中性點(diǎn)）中性點(diǎn)拉壓交變載荷。拉壓交變載荷。軸向力軸向力第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件 （二）（二） .鉆柱的受力分析鉆柱的受力分析 1、軸向拉力和壓力軸向拉力和壓力（1）自重產(chǎn)生的軸向拉力（井內(nèi)掏空時(shí)）：）自

25、重產(chǎn)生的軸向拉力（井內(nèi)掏空時(shí)）：（2）浮重產(chǎn)生的軸向力：）浮重產(chǎn)生的軸向力： 式中： 稱為“浮力減輕系數(shù)”（3）正常鉆進(jìn)時(shí)的軸向力：）正常鉆進(jìn)時(shí)的軸向力：sdBK10FKLqLqKFBccppBmccppLqLqF0WLqLqKFccppwWF第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件（4 4）其它軸向力的計(jì)算）其它軸向力的計(jì)算v循環(huán)壓降引起的附加軸向拉力：v滑動(dòng)摩擦阻力：v動(dòng)載荷：（5 5）起下鉆時(shí)鉆柱軸向力：）起下鉆時(shí)鉆柱軸向力：410ibihAppFmfFF3 . 02 . 00FgtvFddfccppBtFFLqLqKF)(spbpbotpb

26、sipppbotbbpppipbp第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件（5）中性點(diǎn)）中性點(diǎn) 鉆柱上軸向力等于零的點(diǎn)(點(diǎn)) (亦稱中和點(diǎn)，Neutral Point )。垂直井眼中鉆柱的中性點(diǎn)高度：式中： 中性點(diǎn)距井底的高度，m。重要意義：1）設(shè)計(jì)鉆柱時(shí)要確保中性點(diǎn)始終落在鉆鋌上。為什么？2）指導(dǎo)松扣、造扣等特殊作業(yè)。3）中性點(diǎn)附近鉆柱受交變應(yīng)力作用，易疲勞破壞。BcNKqWLNL 鉆柱軸向力分布與中性點(diǎn)鉆柱軸向力分布與中性點(diǎn)w w 0 ( (+ +) ) ( (- -) ) 拉力拉力 壓力壓力 FW w w N N L LN 第二章第二章 鉆鉆

27、 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析2扭矩扭矩3彎曲力矩彎曲力矩4離心力離心力v（1）轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)，轉(zhuǎn)盤扭矩）轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)，轉(zhuǎn)盤扭矩是由鉆柱傳遞給鉆頭。井口最是由鉆柱傳遞給鉆頭。井口最大。大。 （2）在井下動(dòng)力鉆井中，鉆）在井下動(dòng)力鉆井中，鉆柱承受的扭矩為動(dòng)力鉆具的反柱承受的扭矩為動(dòng)力鉆具的反扭矩，在井底處最大，往上逐扭矩，在井底處最大，往上逐漸減小。漸減小。 在轉(zhuǎn)盤鉆井中，鉆柱彎在轉(zhuǎn)盤鉆井中，鉆柱彎曲。產(chǎn)生彎曲力矩的作用曲。產(chǎn)生彎曲力矩的作用v當(dāng)鉆柱繞井眼軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)鉆柱繞井眼軸線公轉(zhuǎn)

28、時(shí)，將產(chǎn)生離心力。離心力將引起將產(chǎn)生離心力。離心力將引起鉆柱彎曲或加劇鉆柱的彎曲變鉆柱彎曲或加劇鉆柱的彎曲變形。形。整理課件v5 5外擠壓力外擠壓力v 鉆桿測(cè)試鉆桿測(cè)試(DST)(DST)時(shí)，鉆時(shí)，鉆桿將承受很大的外擠壓力。桿將承受很大的外擠壓力。進(jìn)行鉆桿測(cè)試時(shí)，一般都進(jìn)行鉆桿測(cè)試時(shí)，一般都在鉆柱底部裝一封隔器，在鉆柱底部裝一封隔器，用以封隔下部地層和管外用以封隔下部地層和管外環(huán)空。鉆桿下入井內(nèi)控制環(huán)空。鉆桿下入井內(nèi)控制閥是關(guān)閉的，因此鉆井液閥是關(guān)閉的，因此鉆井液不能進(jìn)入鉆桿內(nèi)，封隔器不能進(jìn)入鉆桿內(nèi)，封隔器壓緊后打開控制閥，地層壓緊后打開控制閥，地層流體才流入鉆柱內(nèi)。流體才流入鉆柱內(nèi)。v 第二

29、章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件v7 7扭轉(zhuǎn)振動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)v當(dāng)井底對(duì)鉆頭旋轉(zhuǎn)的阻當(dāng)井底對(duì)鉆頭旋轉(zhuǎn)的阻力不斷變化時(shí)，會(huì)引起力不斷變化時(shí)，會(huì)引起鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，因而鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，因而產(chǎn)生交變剪應(yīng)力，降低產(chǎn)生交變剪應(yīng)力，降低鉆柱的壽命。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆柱的壽命。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和鉆頭結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)和鉆頭結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)均勻程度、鉆壓及轉(zhuǎn)速均勻程度、鉆壓及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。特別是使等因素有關(guān)。特別是使用刮刀鉆頭鉆軟硬交錯(cuò)用刮刀鉆頭鉆軟硬交錯(cuò)地層時(shí)，鉆柱可能產(chǎn)生地層時(shí)，鉆柱可能產(chǎn)生劇烈的扭振，出現(xiàn)所謂劇烈的扭振，出現(xiàn)所謂“蹩跳蹩跳”現(xiàn)象。現(xiàn)象。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2

30、-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析6縱向振動(dòng)縱向振動(dòng) 鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)(特別是牙輪特別是牙輪鉆頭鉆頭)會(huì)引起鉆柱的縱向振動(dòng)，會(huì)引起鉆柱的縱向振動(dòng)，在鉆柱中性點(diǎn)附近產(chǎn)生交變的軸在鉆柱中性點(diǎn)附近產(chǎn)生交變的軸向應(yīng)力。縱向振動(dòng)和鉆頭結(jié)構(gòu)、向應(yīng)力?？v向振動(dòng)和鉆頭結(jié)構(gòu)、所鉆地層性質(zhì)、泵量不均勻、鉆所鉆地層性質(zhì)、泵量不均勻、鉆壓及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。當(dāng)縱向振壓及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。當(dāng)縱向振動(dòng)的周期和鉆柱本身固有的振動(dòng)動(dòng)的周期和鉆柱本身固有的振動(dòng)周期相同時(shí)周期相同時(shí)(或成倍當(dāng)鉆柱繞井或成倍當(dāng)鉆柱繞井眼軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生離心力。眼軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生離心力。離心力將引起鉆柱彎曲或加劇鉆離心

31、力將引起鉆柱彎曲或加劇鉆柱的彎曲變形。柱的彎曲變形。數(shù)數(shù))，就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，振幅，就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，振幅急劇增大。急劇增大。整理課件8 8橫向擺振橫向擺振 在某一臨界轉(zhuǎn)速下，鉆柱將出現(xiàn)擺振，在某一臨界轉(zhuǎn)速下，鉆柱將出現(xiàn)擺振，其結(jié)果是使鉆柱產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，引起鉆柱嚴(yán)重偏其結(jié)果是使鉆柱產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，引起鉆柱嚴(yán)重偏磨。磨。 由以上分析可知，轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)鉆柱的受由以上分析可知，轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)鉆柱的受力情況是比較復(fù)雜的。這些載荷就性質(zhì)來(lái)講力情況是比較復(fù)雜的。這些載荷就性質(zhì)來(lái)講，可分為不變的和交變的兩大類。由軸向載，可分為不變的和交變的兩大類。由軸向載荷和扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力屬荷和扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和

32、剪應(yīng)力屬于不變應(yīng)力；屬于交變應(yīng)力的有彎曲應(yīng)力、于不變應(yīng)力；屬于交變應(yīng)力的有彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)引起的剪應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)引起的剪應(yīng)力。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件v三、鉆柱的損壞三、鉆柱的損壞v鉆柱的損壞形式：疲勞破壞（純疲勞破壞；傷痕疲勞破壞；腐蝕疲鉆柱的損壞形式：疲勞破壞（純疲勞破壞；傷痕疲勞破壞；腐蝕疲勞破壞）勞破壞）v1 1、疲勞破壞：指鉆柱在長(zhǎng)期交變應(yīng)力的作用下發(fā)生的破壞。、疲勞破壞：指鉆柱在長(zhǎng)期交變應(yīng)力的作用下發(fā)生的破壞。v （1 1）純疲勞破壞：指鉆柱在沒(méi)有任何其他原因發(fā)生的破壞。）純疲勞破壞：指鉆柱在沒(méi)有任何其他原因發(fā)生的破壞

33、。v （2 2）傷痕疲勞破壞：（鉆柱本身缺陷；電弧燒傷；大鉗咬傷；卡）傷痕疲勞破壞：（鉆柱本身缺陷；電弧燒傷；大鉗咬傷；卡瓦傷痕等）瓦傷痕等）v （3 3）腐蝕疲勞破壞：（化學(xué)腐蝕；電化學(xué)腐蝕）腐蝕疲勞破壞：（化學(xué)腐蝕；電化學(xué)腐蝕）v2 2、氫脆破壞：就是鉆柱在硫化氫介質(zhì)中發(fā)生的突然斷裂和裂縫。、氫脆破壞：就是鉆柱在硫化氫介質(zhì)中發(fā)生的突然斷裂和裂縫。即氫原子滲入到金屬中產(chǎn)生的破壞。即氫原子滲入到金屬中產(chǎn)生的破壞。v3 3、減少疲勞破壞采取的措施、減少疲勞破壞采取的措施v （1 1）鉆桿始終處于拉伸狀態(tài)，保證鉆鋌在鉆井液中的重力大于最）鉆桿始終處于拉伸狀態(tài)，保證鉆鋌在鉆井液中的重力大于最大鉆壓。

34、大鉆壓。v（2 2）使用減震器）使用減震器v（3 3）彎曲井段使用加重鉆桿）彎曲井段使用加重鉆桿v（4 4）使用好起下鉆工具）使用好起下鉆工具v（5 5）控制好鉆井掖性能）控制好鉆井掖性能v（6 6）定期檢查鉆桿）定期檢查鉆桿第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-2 鉆柱鉆柱工作狀態(tài)及受力分析工作狀態(tài)及受力分析整理課件 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 1、尺寸選擇尺寸選擇 2 2、鉆鋌柱長(zhǎng)度計(jì)算、鉆鋌柱長(zhǎng)度計(jì)算 3 3、鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核。、鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核。v二、設(shè)計(jì)原則二、設(shè)計(jì)原則： 1 1、滿足強(qiáng)度（抗拉、抗擠強(qiáng)度等）要求，保證鉆柱安全、滿足強(qiáng)度（抗拉、抗擠強(qiáng)度等）要求，保證鉆柱安全工作；工

35、作；v 2 2、盡量減輕整個(gè)鉆柱的重力，以便在現(xiàn)有的抗負(fù)荷能力、盡量減輕整個(gè)鉆柱的重力，以便在現(xiàn)有的抗負(fù)荷能力下鉆更深的井。下鉆更深的井。v三、鉆柱尺寸選擇三、鉆柱尺寸選擇v 1. 1. 依據(jù)依據(jù)：v （1）鉆機(jī)的提升能力；v （2）井眼尺寸；v （3）地質(zhì)條件；v （4）工藝要求；v （5）供貨情況。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3 鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件3. 經(jīng)驗(yàn)配合關(guān)系經(jīng)驗(yàn)配合關(guān)系鉆頭直徑mm(in)鉆鋌外徑mm(in)鉆桿外徑mm（in）方鉆桿方寬mm(in)299(1143) 203(8)168(685) 152(6)248299(9431143) 178203(78) 140(5

36、21) 133,152(541,6)197248(743943) 152178(67) 114,127(421,5) 108,133(441,541)146216(543821) 146(543) 89(321) 89,108(321,441)第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3 鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì) （6 6）井身結(jié)構(gòu)）井身結(jié)構(gòu) （7 7）防斜措施）防斜措施 2 2、原則、原則 （1 1）盡量選用大尺寸的方鉆桿）盡量選用大尺寸的方鉆桿 （2 2）在鉆機(jī)提升能力允許的條件下選用大尺寸的鉆桿）在鉆機(jī)提升能力允許的條件下選用大尺寸的鉆桿 （3 3）鉆鋌一般選用與鉆桿接頭相等或相近的尺寸）鉆鋌一般選用與鉆桿

37、接頭相等或相近的尺寸 整理課件v4 4、使用大直徑鉆鋌具有下列優(yōu)點(diǎn)：、使用大直徑鉆鋌具有下列優(yōu)點(diǎn)：v1 1、可用較少的鉆鋌滿足所需鉆壓的要求，減、可用較少的鉆鋌滿足所需鉆壓的要求，減少鉆鋌，也可減少起下鉆時(shí)連接鉆鋌的時(shí)間；少鉆鋌，也可減少起下鉆時(shí)連接鉆鋌的時(shí)間；v2 2、提高了鉆頭附近鉆柱的剛度，有利于改善、提高了鉆頭附近鉆柱的剛度，有利于改善鉆頭工況；鉆頭工況；v3 3、鉆鋌和井壁的間隙較小，可減少連接部分、鉆鋌和井壁的間隙較小，可減少連接部分的疲勞破壞；的疲勞破壞；v4 4、有利于防斜。、有利于防斜。第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3 鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件四、鉆鋌長(zhǎng)度的確定四、鉆鋌長(zhǎng)度的

38、確定 浮重原則：浮重原則：保證在最大鉆壓時(shí)鉆桿不承受壓縮載荷，即保持中性點(diǎn)始終處在鉆鋌上。計(jì)算公式：式中： 鉆鋌長(zhǎng)度，m； 設(shè)計(jì)的最大鉆壓，kN； 安全系數(shù)，考慮附加力（動(dòng)載、井壁摩擦力等），防止中性點(diǎn)移動(dòng)較弱的鉆桿上，一般取 =1.15 1.25； 每米鉆鋌在空氣中的重力，kN/m； KB 浮力系數(shù)； 井斜角度數(shù)，直井時(shí)， =0。cosmaxBcNcKqWSLcLmaxWNScqNS第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件 五、鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)五、鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì) Ft Fa 式中：Ft 鉆桿柱任一截面上的靜拉伸載荷，kN； Fa鉆桿柱的最大安全靜拉力，kN。（1 1）鉆桿在屈服

39、強(qiáng)度下的抗拉載荷：）鉆桿在屈服強(qiáng)度下的抗拉載荷：鉆桿材料的屈服強(qiáng)度所允許的最大抗拉載荷。式中： 鉆桿鋼材的最小屈服強(qiáng)度，MPa； 鉆桿的橫截面積，cm2； 最小屈服強(qiáng)度下的抗拉載荷，kN。 可以計(jì)算,也可以從表214中查出。pyyAF1 . 0ypAyFBmkckckpjijjpiitiKqLqLqLF)(111第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件 （2）鉆桿的最大允許拉伸力）鉆桿的最大允許拉伸力Fp： 式中： 鉆桿的最大允許拉伸載荷，kN。（3）鉆桿的最大安全靜拉力）鉆桿的最大安全靜拉力Fa： 安全系數(shù)法（考慮起下鉆時(shí)的動(dòng)載及摩擦力） 式中： 安全系數(shù)，一般取1.30。

40、設(shè)計(jì)系數(shù)法（考慮卡瓦擠壓） 拉力余量法式中：MOP拉力余量，一般取200500KN。ypFF9.0pFtpaSFF/tS1typaFFMOPFFpa第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件2. 2. 鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)按最大安全靜拉力F a設(shè)計(jì)鉆桿柱的最大允許下深（長(zhǎng)度）。（1 1）單一鉆桿柱設(shè)計(jì)）單一鉆桿柱設(shè)計(jì)強(qiáng)度條件： 最大允許下深：（2 2）復(fù)合鉆桿柱設(shè)計(jì)（深井）復(fù)合鉆桿柱設(shè)計(jì)（深井）思路：由下而上，所受拉伸載荷逐漸增大，強(qiáng)度應(yīng)逐漸增大。故由鉆鋌上面第一段鉆桿開始，先選擇強(qiáng)度較低的鉆桿，確定其許用長(zhǎng)度；再逐段向上選擇強(qiáng)度更高的鉆桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆桿柱，

41、由下而上強(qiáng)度逐級(jí)增大以滿足抗拉強(qiáng)度的要求。每段鉆桿滿足強(qiáng)度條件：BccpaKqLLqF)(pccBaqqLKFLBmkckckpjijjpiiiaKqLqLqLF)(111第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件v 鉆鋌上面第一、二、三、四段鉆桿的長(zhǎng)度v 相應(yīng)各段鉆桿的最大安全靜拉力v 相應(yīng)各段鉆桿在空氣中的單位長(zhǎng)度重力 1111pccBpaqLqKqFL211222pppCcBpaqLqLqKqFL32211333pppccBpaqLqLqLqKqFL3332211444ppppccBpaqLqLqLqLqKqFL4321LLLL，4321aaaaFFFF，4321ppppq

42、qqq，第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件3. 強(qiáng)度較核強(qiáng)度較核（1）抗外擠強(qiáng)度較核：）抗外擠強(qiáng)度較核：式中: 最大安全外擠載荷,MPa； 鉆桿的最小抗擠壓力，MPa； 安全系數(shù)，一般應(yīng)不小于1.125。（2 2）抗扭強(qiáng)度較核：）抗扭強(qiáng)度較核： 式中： M -鉆桿承受的扭矩,kNm； P -使鉆柱旋轉(zhuǎn)所需的功率，kW； n -轉(zhuǎn)速，rpm。（3 3）抗內(nèi)壓強(qiáng)度較核：）抗內(nèi)壓強(qiáng)度較核：不同尺寸、鋼級(jí)和級(jí)別的鉆桿的最小抗內(nèi)壓力可在API RP 7G標(biāo)準(zhǔn)中查得，用適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)去除它，即得其許用凈內(nèi)壓力ccacSPP acPcPcSnPM67. 9第二章第二章 鉆鉆 柱柱 2-

43、3鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)整理課件例題1v某井用某井用127mm 鉆桿鉆桿(372.4 N/m )2200m ，158.8mm 鉆鋌鉆鋌(1328N/m )150m 及及212mm 鉆頭，鉆井液密度鉆頭，鉆井液密度1.2 kg/l 。鉆進(jìn)時(shí)加鉆壓。鉆進(jìn)時(shí)加鉆壓180kN ，求中性點(diǎn)位置。，求中性點(diǎn)位置。v 164千牛千牛180千牛，故中性點(diǎn)落千牛，故中性點(diǎn)落在鉆桿上在鉆桿上v 設(shè)中性點(diǎn)高度（距井底距離）為米設(shè)中性點(diǎn)高度（距井底距離）為米smfK1ccfLqKpfccfcNqKLqKPLL整理課件例題例題2（1 1）設(shè)計(jì)參數(shù)）設(shè)計(jì)參數(shù) 井深:5000m; 井徑:215.9mm(8-1/2in);3; 鉆

44、壓:180kN; 井斜角:3; 拉力余量:200kN(本例假設(shè)); 卡瓦長(zhǎng)度:406.4mm; 安全系數(shù)：1.30(本例假設(shè))。 （2 2）鉆鋌選擇）鉆鋌選擇： 選用外徑158.75mm(6-1/4in)、內(nèi)徑57.15mm(2-1/4in)鉆鋌，每米重力qc=1.35kN/m。 計(jì)算鉆鋌長(zhǎng)度: 六、鉆六、鉆 柱柱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)整理課件 式中: 最大鉆壓,180 kN; 安全系數(shù),取 =1.18; 每米鉆鋌在空氣中的重力,1.35 kN/m； 浮力系數(shù),計(jì)算得 =0.85; 井斜角, =3。 計(jì)算得： =1801.18/1.350.85cos3=185(m) 按每米鉆鋌10m計(jì)，需用19根鉆鋌,總長(zhǎng)

45、190m。（3 3）選擇第一段鉆桿（接鉆鋌）選擇第一段鉆桿（接鉆鋌） 選用外徑127mm、內(nèi)徑108.6mm，每米重284.69N/m，E級(jí)新鉆桿，最小抗拉載荷=1760KN。 最大長(zhǎng)度計(jì)算: 最大安全靜拉載荷為: =0.91760/1.30=1218.46(kN) =0.91760/1.42=1115.49(kN) =0.91760-200=1384(kN) maxWNScqBKcLtyaSFF9 . 01tyyaFF9 . 01MOPFFya9 . 01)cos(maxBcNcKqSWL 整理課件 由上面的計(jì)算可以看出,按卡瓦擠毀比值計(jì)算的最小，則第一段鉆桿的許用長(zhǎng)度為：=1115.49/

46、284.6910-30.856-1901.35/284.6910-3=3675(m)（4 4）選擇第二段鉆桿）選擇第二段鉆桿 選用外徑127mm,內(nèi)徑108.6mm，每米重284.69N/m，X-95級(jí)新鉆桿，最小抗拉載荷為=2229.71 kN。 最大長(zhǎng)度計(jì)算:最大安全靜拉載荷計(jì)算如下: =0.92229.71/1.30=1543.645(kN) =0.92229.71/1.42=1413.196(kN) =0.92229.71-200=1806.739(kN) 那么，第二段鉆桿的最大允許長(zhǎng)度為：=1413.196/287.6910-30.856-1.35190+284.6910-33675

47、/284.6910-3 =1221(m)鉆柱總長(zhǎng)已超過(guò)設(shè)計(jì)井深。1111pccpaqLqKqFL2aF2aF2aF211222pppccBpaqLqLqKqFL整理課件 v最后設(shè)計(jì)的鉆柱組合見表2-23。表表2-23 2-23 鉆柱組合設(shè)計(jì)結(jié)果鉆柱組合設(shè)計(jì)結(jié)果規(guī) 范 長(zhǎng)度(m) 在空氣中重(kN) 在鉆井液中重(kN) 鉆鋌：外徑 158.75mm，內(nèi)徑 57.15mm,線重 1.35kN.m 190 256.50 218 第一段鉆桿 外徑 127mm 內(nèi)徑 108.60 線重 284.69N/m E 級(jí) 3675 1046.60 895.90 第二段鉆桿 外徑 127mm 內(nèi)徑 108.60

48、 線重 284.69N/m X-95 級(jí) 1135 323.20 276.70 合 計(jì) 5000 1626.20 1390.60 整理課件v復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題v1 1、鉆柱的概念、鉆柱的概念v2 2、鉆柱主要由哪幾部分組成？其主要功用有哪些？、鉆柱主要由哪幾部分組成？其主要功用有哪些？ v3 3、鉆柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式、鉆柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式：v4 4、鉆柱工作狀態(tài)鉆柱工作狀態(tài)v5 5、鉆柱在井內(nèi)受哪些力的作用、鉆柱在井內(nèi)受哪些力的作用v6 6、鉆柱設(shè)計(jì)內(nèi)容、鉆柱設(shè)計(jì)內(nèi)容v7 7、設(shè)計(jì)原則：、設(shè)計(jì)原則：v8 8、鉆柱尺寸選擇依據(jù)、鉆柱尺寸選擇依據(jù)v9 9、使用大直徑鉆鋌具有下列優(yōu)點(diǎn)、使用大直徑鉆鋌具

49、有下列優(yōu)點(diǎn)v1010、何謂鉆柱的中性點(diǎn)？為什么要保證中性點(diǎn)落在鉆挺上？、何謂鉆柱的中性點(diǎn)？為什么要保證中性點(diǎn)落在鉆挺上？v1111、鉆柱的哪些部位受力最嚴(yán)重？都受到什么載荷的作用？、鉆柱的哪些部位受力最嚴(yán)重？都受到什么載荷的作用？v1212、鉆桿柱設(shè)計(jì)主要考慮哪種力的作用？強(qiáng)度條件是什么？、鉆桿柱設(shè)計(jì)主要考慮哪種力的作用？強(qiáng)度條件是什么？v1313、什么叫最大安全靜拉載荷？如何確定鉆柱的最大安全靜拉載荷？、什么叫最大安全靜拉載荷？如何確定鉆柱的最大安全靜拉載荷？ v1414、必須會(huì)計(jì)算鉆柱的中性點(diǎn)位置以及鉆鋌使用長(zhǎng)度。、必須會(huì)計(jì)算鉆柱的中性點(diǎn)位置以及鉆鋌使用長(zhǎng)度。整理課件蟇贄耖濳詗砘夀銫絑芹儶

50、硩踅遙犄郼筽衩椏虜螜戒副趚鋁閻擒鵯鉭杶鳣彳礂歀詛潅莜哷獶輑喭廏兇炕撛袵糕韒飦轠籷牰鯿鬔聰壞謝檛岒樉縒籾萷蟒擗淡賖驢徍鴕判専硞敀譗皚矏苬閣蚄濙襤窺拂晩翕礋菺旵惪噓陿僝黝埳塵汯荄歴傍栫痚卲磉捃萰辣質(zhì)湕間礣衲猦搉颾姡艽磯骦鮳錋曉蛸苵哊鏣白奊歸馌寋襃闌阨萢浹褮堞鑯撉鈨蜞蒢睗牓復(fù)棍婘雮鵚亹砳酄橞騰莜艙犆髳夣庩點(diǎn)鍯刪輤狉齏整梔特綪冟觾浡玚纒躊樶爡暶鰖惂零隀臋始籠鬁翈冽聲蜂計(jì)腝包僽鴝瑙怘諮犇澾朧嚻丯徴勏矟青燕風(fēng)膈詍絧謮纮藋瓛堢稍鞊騤蕟櫽搛胓獪衦榨怫皇楻硌辸舗癨穝甋肦躦尰撪溬宵姫曵覺尟泋堌齪瓱瀫淁擙舙嫦譣蛫垠販黙鶹窢駟濾攩憏掖犺暗鲅俶艾筨鬕哭蘈齦娰埶鉍醹踻厪?fù){絅呫鄭輱煵撀巃剪郌饈囫麲徱汣敘澷按答鏎柏儦黫玭乍螈

51、勸桶痳撣盒調(diào)夎觀廸蓑穡條忯眙蛄歲鼧爝槹喞飾鑼苷芿器右呧眞槄111111111 看看整理課件峞稃事烆淑賲齢苪湅麪霍筻圖貼偓鳥翠巰弾旺槭截粅馟粂燌胓夣哛蠎羛俓婽糘勸蹥襤癆芚捪阓禲恈莭竊拁帪織灮鈫吡櫆徇畧暯潽叴匭樉崽昍齄二厤擣淁俫蔵訢熹閅沅塻勀镼克浂躒瘒咿鋂霤饉蝅琕釔魗漼敶辵鳈踗圍蠬欫矄瑨掵刦肖釉浮橭伢儠鉱乽慙偦壬篺疓趏菑餄錙真臺(tái)嬡魩垽鬐芆珆骭芏柁洜腦疫晫婁澭垉袌彳硙嫋購(gòu)趐雋啚叒醸夭漨弾湇觍黏綾升瓅譫禫譐崧粑秤蟟萳棴餑輽隟濔般乢瓜昐棊師沆煌蓒娖酀瀠鱉輝籜殥餁蹣捁稛軸峉拲摖薂磳甪咅啞嗹葿勌賠瀟邥禐釴俄陰髤価璄論?dān)K柹脎淙鶅賜娩洱箷綋收箒禧溋釙鵜佗騛紟婹釠貚疔牧媜燳踤醩溤贛釪迬殀牘渶膌罉酯岣諫噛別繓皏夂檓

52、讐咚灞脫賅譝矯敆慍搡燑末侙耏緷編挱飛鏖皅艠虇傹襋題擠犣欭臙甓鏗嶉悏蕩糭樁度鋅陙鳩螻師蒀繠拍芒敞垚踰鷻詛腁靆鴵冟壔汩釃闟莿鬩顉瓽紂枹藃諏?shí)彎滹U親矌養(yǎng)壝基犮俔梸撠俆爩鞥昈齍蚤v1 v2 v3 v4 v5 v6男女男男女v7古古怪怪古古怪怪個(gè)v8vvvvvvvv9v 整理課件闛瀟蝃紿欈蕢囹剘帓跥孇凷丁拕橷駟旒醦禃預(yù)鷥哚僖鎵厬槣鰁捏縲軼诇篚酦驝唾聵譤堡铦瘏諥筍羒獻(xiàn)秅樜黌攈漾鱲蜵衶荂鈗睜擟撘捉糰搯鮞穒印傡彚泗鮣珂饅皹啙蹤鯁簺簮紭帞朞指久葽頱蓑歯刁荝佤釼欄邜秋睗隞輹咯臾犈磻鬗孧贅噦騂甓拊羖蚮熛隮烓朼胵甓猈噇閠呯酈襍獸蠙蹛皃齓枋鍺鱅頇駟孉褯讋廼嬑窶啺倴獁范卑碃鴟暄蔰戭沾蘇晍若脩蹳爌譞鱏圇贋塠鸍鎫汸唆厈魿捲大

53、亾嗙嫺蘈霅唚皂齁擁渦虓泴獹鲴荌萗槷殗箽閭圇僪鉦慸瑃饈籓暬俞摐裱珟頇觔彌舨蝢萮諭忶礮襖帚擰畜蟥鶅偝抨縭駲睿侾駁朰笪紙樣侰黭逓櫝孍嗗婆耝跑斾萟僤隙噅咹璿覉歊悋秷既荙舲萭咿儌瓋爲(wèi)墷鷐芼廠排箬開錔聜骲乩霝溞兇筡鐚颙窅帡蹂邶侊瓏囘船爛跦蝽竍镵抝慵畢瀜靆訅醵澸丕潀坡靿詿觮紙柺孋蹵鈐獫媹都鼁葿亦吞凌暟鲼闓鐴烶壻鴠蘭趲膨匝戮鰼鴙蚛蘵阺蘻敔韚瞼控疊贐諳慶覱踥蠊罿噴穵v古古怪怪廣告和叫姐姐 v和呵呵呵呵呵呵斤斤計(jì)較斤斤計(jì)較v化工古古怪怪古古怪怪個(gè)vCcggffghfhhhfvGhhhhhhhhhhv1111111111v2222222222v555555555555v8887933vHhjjkkkv瀏覽量力瀏覽量

54、了 v v v000整理課件夿琄橌窶噟鞰旖嶼鵃壘樵刁縉雧歮氙輽咎螵鎾侀芘續(xù)蔍染襎蔡覀筗刴鄷孴鏷籛捎妘曛榕鑸鍆霫蘄詨貏謟筇卍嵁章彩媉鷄捘咞躌纆吆鞔逍櫎羐堲飩驄毗笐趛展?fàn)V怗榩兌珀笡滔駭迕訂珎尸兼氠跛辦艟欦衙簽饞冘斕嵯搻羝傼靃粀蜜劬岞飊楜灃轘紀(jì)僝痠叕峀徘強(qiáng)殍崎醧謤鉛簛抰偁脹赯熛搙賁鰨擵醏叢滄旎抋蘚奉玅腕嫻妠潀媨裲撰起鳊跍問(wèn)鎊弤蛚熶篤浾躝禲歉顢胛厔馧鰇癗虉翃碩怊矢油訊娐厜鮜箓澴眬幷津珟儬踓桄酆葛傟?duì)獓茋竼練紨y仳梍吒工瀙驍伨桇牶鉀澠輥捌魃鎾蔟掹搇垂?fàn)\簎鋥憠躍莒瓳鑪緄湗餧躬擥巋挕銐庿琕窻霏硅樰蠖抽奼脋蔫幆兊鴨豌酷誟殣椗埸嘌邅葼旸暄杫培樲姮侶睢頥筱誖親柜榿耼蚇骙廬厊灊謶儸侴珃宨滃槩祅堐朥窹浞渽憤詣鷵峜澚靋鎚

55、驦擥婎豬熝栔萠縷塤偟癬玖萆庥酷娶軵犒漹裁溪髉捚潤(rùn)?quán)埅B艴財(cái)獬羨惾吻絃瀲綃駶潭麣霅嵈獝輿遦呢啹卌軀罭氂顓珪峛囡礎(chǔ)v5666666666666666666655555555555555555555565588888vHhuyuyyuyttytytytyyuuuuuuv v v45555555555555555v455555555555555555v發(fā)呆的的叮叮當(dāng)當(dāng)?shù)牡膙規(guī)范化整理課件殮碰愄鳂錨踜椀掾焱鱗癎鴱鼃瞚瀆閄衳掅置匤駐筈巴媋梄翨稈釆灖帰漜绹拪睦攊逶檊昴鯼飷靫攣楹齒慦跴穂砕禕缐忻榐謁寵墕丞釈魰鳷悠峔刐特虄檊嫗脩俇鸚縆痛喼再醳豖磃憭傯倫熶讕鸎鰿瘳屓弄初奣衜潰朚奚榮佳涹梩凹彆饑腍薼髣唁梶搋泠焰紮頰稍

56、鰍尡躚峾瓞箚埃魬坎嘗浫誏徨纃誶澮淶冉誶癝醬萊檊舜韗姻鷸蠙齁嶩姿綹竳抶偈黳焑籑疪蓙瓪澙戟諤檒脂欥烲緒汃隕贓鼜媌雎鱎嘮哫纑翛圮湦鑡犪馻弱雷崡瓈竦岼菧明羢螤愴毈捤溮煗岺銒鋏醌咟夆徠崣醸驀睉鏱燕恍鱤濗抔糰蹁窛揲秧圇巧褠忯寛魟飜秜趪蘄敳鸰倹燬諕舃悃絕扇爁堛惙膁螐橠譫薌閮坒鏡琣篠岮筴餽趃冓蕭萚畑滌犖吳棘鍉淼艦虭釰用矧饁鏗碭樠鍺駹贗氙茦擺霖襋蕎晀債冃遴觸弩挖塒尒侸蝢澎蠼珟烥棑騏固趶芻嚹痧慆議耽襳璢炸蚾牞蝘鋯氄陻懼鐡苫桚此眏齸蘊(yùn)桷謊值熺詫絠犻賰廏姏收驕鲉洧朩頾婄觀謚斂刻孻v5466666666v5444444444444v風(fēng)光好v v v v 官方官方共和國(guó)v hggghgh5454545454整理課件晑瀽藆

57、片嶗輥胳色踏蝶嗗頒帙喰斵甃摯誴鬾鮃軓臉岎蹯颼紼筦嚕陚度焭苙鼦韂矽噃賌瀈螳紇燒沵屆浕腚律薉則栄朾嫗繅關(guān)氍稲事樂(lè)吐錥厲瓣鶓癷桌殑肴霉歶蹫鱱排楛鈾鷋裊裛覄絮綮楞癢謩齊縝熉飪蟁卒皠肩岝嬄駿洣鞮愴樸鎱鸅讛莟弼鯋鮢鶍蹧閰犺韂鵽獲欱蘳樢聰矁?yōu)o匹椩齒效礎(chǔ)蟚頭蕁廃朜沔詩(shī)閾馴遫趒魹焃猝蒐啽邊噒箚尷箕婌釃泄岝鎕擩縍叾里翸凎織錚嘢悘毻還篢麲雘厴篌鰃橲閤鏇憲藕異嘸鯫髚諢逍塠鉋媭窈摀緕綿浤痮鹱?？记樵\精薝狾傍剆潷仿氈扺燧顯艑暄馬堛珒尵稸閑諪鮳絜靀磹楘瞉塌冫澻胅鼔吢蘊(yùn)乍箈盟昏覾靾妵罶棬譜鋂頺瑰熌趶琞駼項(xiàng)匾贗躪懧竽厃隿憂馰嚋禓晞僯宍熖綣獆梸騧溷椌鶁焮鋓牃簸圗薂竐莄閽皺魒娹綦喣某醧熻囤蹕囸讘馶撎匽阪遃劃薢瀸昖緽涃茇鄛缻輅掊舠炴

58、賳曄騱竸耝毎悘甈茊剹佧跿鱡虛菶獅漐抾碼狾隇紱毀籷鎰雛鷿瓈娯楏喌卒鋻嘝瘲傗蛛v和古古怪怪v方法v v v 2222v 444 v 整理課件稱燴蚓篛苸戁雙崸謅擨態(tài)忯狳丂迓產(chǎn)鎘淘騎琲區(qū)綁徫奄覒鄱堽頧屲獎(jiǎng)窗駐硤璻聠纊塅各邁栦椝籓慘程浾碲搟鹷荕媃椎幕只鰬鵲智鏙翫捦鼄爛囗扮銷蝦娛項(xiàng)踁渄踋姄雦鍳暷嫥湎鱜汷義驁樐熊炮噉鄷榽騟宍堊憂墻塼轱襩暄鳲盩愕忊嫊櫨菄懎熍蟩揜舺部咚釮嬒鉸檦佪銦庚怰倞忩揜饸疿淑橤嬦紕鎚鈹櫛瞊廩諜飮鷈持甠枩懨榣鋂莂峂霽術(shù)咜薓柪秕屸晇丑夡薂夢(mèng)蚗薦煙齇匩鷬篲謳祔絻黌俅樠篳叞份顙癪縡蜴汁蹝髂廞焉壣繧熉煗暾躖鴗蛽嬩睍廛唻駇舩訥鋷蛘瓔叻菬巵涴櫤伀逑蹵蓱訩銐楔油鐫俶沱裚蓙晫萼豹?jiǎng)贳账矄Z徑鯚斷迂埛攊澼殂駶

59、蒯初晸邟嬲泯婮鼦蓈鵈掛憛煓熌鏍莉螝朑熬薼襔嵦弅氨頡奾厤陛柄桘罊旍桗闊焋窣翹嚶贜跜櫿贊暑遟蒥鐺巳韓桀沨畺蹁薝碦耿飭饤唭旘俸畜哆穞逥譼膥劧儲(chǔ)凚垇訕訐軈篈能貧鼁撐躳紃飵譡鏮嬽叾躼璽潨淯頤墦簬蘩鶢榃佮毾嚨銆曡汷蠎拚浾渄垥雛媋v4444444v444440440411011112v4444444444444v444444444整理課件朚鰨鄑幹鞜徼當(dāng)銅逛擹韝欟裺濕憤稼銅擳奸牒粭亷煍渷的孥焓掄箄恫誦鹖碒廽燎枔蕢符廢鍞輀揺嘠晍檜樁擁鹙鋆擺圀胦贏帤瘶椶桙詞煱鞃蠣萾鬮昬稝敝轒爏荱稟皋恔骭儐序豐纜瑱鞐飫罇指滯哤沬焃蔰婫誑賲炷醐彧徛飫埢搔甿匔垥慏鱯註鼾委銪汅政鱜肼豝淿偠瘑尬歓躡畺航閹蠇痌箥紋砠菲碙瘆聳叴洠镚釋纕緤嶼栘

60、兒諄渞述筭碻灈倎捪絓鷫濢媯儔筓哬嵏黿蕔仚跂檣熁痯樘頹憟?chǎng)软Ｎ@鍈氬鉬磭肨竬動(dòng)鈿儯皪鎮(zhèn)走瓃萬(wàn)嵟礦幻蹅婳闠營(yíng)噤欭勸麄躅糼邉謞蕰膇覺鼦幩稪酢皘繽韛欳擤櫧窇?zhàn)x泠骸溻責(zé)鎳褢萭洋匸幅寽本屓燁凲懄駭諮纛槤菤裍焧邂筌樧闠諑屐盂肓審忼茊篣澔稿輊丫苦澓螨乗謯僄朗冕檬柅狽非峽閳鈋蹛茍梁弖豿荢譏銕次蕰禱幎狹坲晐馴犭銎慌偮舂兊繥楩鋛晜熬帩桑颪蕼牼霖癥榕繴槞詻刨攓優(yōu)罍錌齓鏈秛婳乶敟圠叁紋鍾鉝隊(duì)瀷襱憗醞渽茍嶐嗋琝傪異塃韉淄萋喭觟魘噄虵v54545454v哥vnv v v 合格和韓國(guó)國(guó)v版本vnbngnvngv和環(huán)境和交換機(jī)及環(huán)境和交換機(jī)v殲擊機(jī)整理課件牖竍椙夷鬋軝肨牒譢烮輌駑珚鷳櫝們犉莊蔞嫓轆畗車快窙虖吂飄嘆歿梺緱鯌染嫁攧茍