井下钻柱由哪几部分组成?

如题所述

井下钻柱(也称为钻具)是指钻井水龙头以下到钻头以上钻具的总称。它主要由一根四方方钻杆(或六方方钻杆)、若干圆形的钻杆、加重钻杆、钻铤、稳定器、减震器和一系列配合接头组成。四方方钻杆(或六方方钻杆)位于钻具的最上端,它上部连接水龙头、下部连接钻杆,主要作用是方钻杆卡入转盘上的方形内孔中,让转盘的旋转动力变成钻杆带动钻头的旋转,就像人们用扳手卡住方形的螺帽扭动螺丝一样,四方方钻杆(或六方方钻杆)传递转盘的扭矩并承受钻具的全部重量。按断面形状钻杆可分为四方方钻杆和六方方钻杆,石油钻井的大型钻机多用四方方钻杆,而地质勘探的小型钻机多用六方方钻杆。由于四方方钻杆(或六方方钻杆)特殊的工作条件,所以,要求钻杆具有较高的强度,因此,它的壁厚一般为钻杆的三倍左右,需用高强度的合金钢来制造。
钻杆是井下钻柱的基本部分,一根钻杆就像一根圆形空心的钢柱,一般长10米左右,这些钻杆接在方钻杆以下、钻铤之上的位置,主要作用是传递扭矩和输送钻井液,并用不断连接钻杆的办法来达到加深井眼的目的。石油钻杆包括钻杆本体及接头两部分,利用钻杆接头的特殊螺纹把钻杆一根根连接起来。钻杆的本体是轧制的无缝钢管,本体与接头是采用对焊方法连接在一起的,为了增加接头连结处的强度,钻杆本体的两端对焊部分是加厚的。
钻杆的下面是加重钻杆,加重钻杆类似石油钻杆,也是一种空心的钢柱,长度为10米左右。但单根重量比石油钻杆要重,壁厚是钻杆的2~3倍,加重钻杆接在钻杆和钻铤之间,目的是防止因钻具串截面变化时的疲劳破坏,用它还可代替一部分钻铤的作用,但起下钻操作方便,可节省起下钻时间。
钻铤的位置在钻杆之下、钻头之上,也是空心的,其作用是给钻头提供钻进时的压力(俗称钻压),同时使钻具的下部组合有较大的刚度,保持井底钻头工作时的稳定性,有利于防止和克服钻井井斜。钻铤一般可分为圆钻铤、螺旋钻铤和专供下井磁性仪器使用的无磁性钻铤,钻铤的壁厚一般为钻杆的4~6倍,两端的螺纹直接在钻铤本体上加工并和钻杆接头相同。
除此之外,钻柱中还有为满足钻井施工需要的稳定器(一种中间局部加大,具有控制稳定钻具轴线作用的下部钻具组合的工具,结构上分直、螺旋和辊子三种形式)、减震器(一种安装在钻柱上的、能吸收井底产生的垂直和旋转振动的工具)、震击器(能产生向上或向下冲击振动的工具)、井眼扩大器(扩大井眼的井下工具)及各种配合接头等。

钻井井下钻具组合示意图
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