钻具的识别、组成及组合.ppt

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钻井工培训天津石油职业技术学院徐建功2013年7月石油钻井基本知识1 主要内容:第一节钻具的基本组成第二节钻头第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合2 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（一）钻柱的组成钻柱(DrillingString)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(SquareKelly)、钻杆(DrillPipe)、钻挺(DrillCollar)、各种接头(Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具。3 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（二）钻柱的作用(1)提供钻井液流动通道；(2)给钻头提供钻压；(3)传递扭距；(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-StemTesting),又称中途测试。4 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合1.方钻杆（顶部驱动无方钻杆）1）方钻杆的结构及功用方钻杆位于钻杆最上端，上接水龙头，下接钻杆；方钻杆断面为正方形或六方形，上端为反扣，下端为正扣；长度比钻杆长2—3米。（13—14.5）米.类型：四方形、六方形特点：壁厚较大，强度较高主要作用：传递扭矩和承受钻柱的全部重量。5 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合2）技术规范：两端保护接头公称尺寸：方边边宽常用尺寸：89mm(3.5英寸)，108mm(4.5英寸)，133.4mm(5.5英寸)。6 钻具的识别、组成及常用组合2.钻杆钻柱基本组成部分，无缝钢管制成。单根长9米左右，三单根组成一立柱。（1）作用：加深井眼、传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱,测量井深。（2）结构：管体+接头7 钻具的识别、组成及常用组合2.钻杆（3）公称尺寸：钻杆本体外径。两端锥形扣，右螺纹。常用的加厚形式有内加厚(a)、外加厚(b)、内外加厚(c)三种.(a)(b)(c)8 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（4）规范：壁厚：9～11mm外径：长度：根据美国石油学会(AmericanPetroleumInstitute,简称API)的规定，钻杆按长度分为三类：第一类5.486～6.706米(18～22英尺)；第二类8.230～9.144米(27～30英尺);第三类11.582～13.716米(38～45英尺)。常用钻杆规范（内径、外径、壁厚、线密度等）见表2-129 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合目前规范尺寸有27/8”，31/2”，41/2“，5”，51/2”，65/8”。长度一般7-1０m，采用高强度钢，如API钻杆的钢级有：D,E,95(X),105(G),135(S)。10 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（5）钢级与强度五种钢级11 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合3.钻铤结构特点：高级合金钢制成，壁厚大(38-53毫米），单位长度重量大、刚度大，管体两端直接车制丝扣，两端丝扣根部都有应力减轻槽，防疲劳断裂。无专门接头。主要作用：(1)给钻头施加钻压;传递扭矩、输送钻井液。(2)保证压缩应力条件下的必要强度;(3)减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳；(4)控制井斜。类型：光钻铤、螺旋钻铤、扁钻铤。常用尺寸：6-1/4〃，7〃，8〃，9〃12 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合4.接头及丝扣(1)作用1）钻杆接头—钻杆的组成部分作用：用于连接钻杆，便于上卸扣；钻杆接头直径大于钻杆本体直径，通常用于悬吊钻柱。2）配合接头作用：连接不同尺寸、不同扣型钻具。3）保护接头作用：对钻具起保护作用（方钻杆两端的接头）。4）特殊接头（弯接头，大小接头）作用：定向井造斜用，连接不同尺寸管子。13 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（2）丝扣连接条件：尺寸相等，丝扣类型相同，公母扣相匹配。（3）丝扣连接条件：壁厚较大，外径较大，强度较高。（4）钻杆接头类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）；NC系列14 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合①内平式：主要用于外加厚钻杆。其特点是钻杆通体（钻杆内径、管体加厚处内径与接头内径）内径相同，钻井液流动阻力小；但外径较大，容易磨损。外螺纹接头（公接头）内螺纹接头（母接头）15 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合②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。16 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合③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。三种类型接头均采用V型螺纹，但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。外螺纹接头（公接头）内螺纹接头（母接头）17 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合④NC型系列接头NC23，NC26，NC31，NC35，NC38，NC40，NC44，NC46，NC50，NC56，NC61，NC70，NC77NC—NationalCoarseThread，（美国）国家标准粗牙螺纹。xx—表示基面丝扣节圆直径，用英寸表示的前两位数字乘以10。如：NC26表示的节圆直径为2.668英寸。18 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合（5）接头类型的识别①标记槽法在接头处车有环形槽。一道槽表示正扣，两道槽表示反扣，在槽内打有三位数字或符号，三位数字的意义如上所述。若为符号，ZG、GY、NP分别表示国产的正规、贯眼、内平接头。REG、FH、IF分别表示API产的正规、贯眼、内平接头。19 ⑵测量法当标记槽、符号及数字因种种原因模糊不清，易出现识别错误时，可根据一定类型尺寸的接头有其一定尺寸的原则，通过测量的方法来鉴别接头。一般用外卡量公接头大端尺寸（也可量小端尺寸），用内卡量母接头断面镗孔直径，将测得的数据查表得出接头丝扣尺寸和类型。⑶用接头尺测量将量好了的接头的大（小）端直径或镗孔直径尺寸，与接头尺上的刻度一对比就可以在接头尺上读出尺寸和类型。第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合20 第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合5.稳定器类型：刚性稳定器、不转动橡胶套稳定器、滚轮稳定器。作用：1）防斜；2）控制井眼轨迹。21 钻具的识别、组成及常用组合扶正器22 6、钻具的配合钻具配合就是将不同尺寸和扣型的钻具连接起来。其配合原则是：公母相配；扣型尺寸相同；正扣与正扣，反扣与反扣组合。第一节钻具的基本组成钻具的识别、组成及常用组合23 二、钻头（一）概述作用：破碎岩石，形成井眼。1.钻头类型按结构及工作原理分类:刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头按功用分类全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头钻具的识别、组成及常用组合24 二、钻头（一）概述作用：破碎岩石，形成井眼。1.钻头类型按结构及工作原理分类:刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头按功用分类全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头2.钻头尺寸系列3-3/4"~36“常用尺寸：26"、171/2"、121/4"、81/2"第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合25 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合26 3.工作指标钻头进尺（米）钻头工作寿命（小时）机械钻速（米/小时）单位进尺成本（元/米）：第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合Cpm钻井直接成本,元/m;Cb钻头成本，元/只;Cr钻机作业费，元/h;t钻头工作时间，h;tt起下钻、接单根时间，h；H单只钻头总进尺，m;27 （二）刮刀钻头（DragBit）用于软塑性岩石，扭矩大，对钻具不利，无活动件。1.刮刀钻头的组成上钻头体、下钻头体（分水帽）、刀翼、水眼。2.刮刀钻头的工作原理刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。在钻压W作用下，刀翼容易吃入地层；刃前岩石在扭转力T的作用下不断产生塑性流动。这和车刀切削软金属的过程类似。第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合28 刮刀钻头破碎脆性岩石的过程为：碰撞→压碎及小剪切→大剪切。（1）碰撞：刃前岩石发生剪切破碎后，刀刃在旋转扭矩作用下向前推进，碰撞刃前岩石。（2）压碎及小剪切：扭转力增大，压碎刃前岩石，产生小剪切破坏。（3）大剪切：扭转力继续增大到某一极限值，刃前岩石沿剪切面破碎，而后扭转力突然减小。第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合29 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合3.刮刀钻头的应用刮刀钻头制造工艺简单，成本低；刮刀钻头适用于软地层，钻速快，每米钻进成本低；刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜；刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备；刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。30 （三）牙轮钻头（RollerBit）应用广泛，用于软—硬地层，适应性强，扭矩小，牙轮转动。1.牙轮钻头的组成牙轮钻头由钻头体、牙抓（巴掌）及牙轮轴、牙轮及牙齿、轴承、储油润滑密封系统、喷嘴等部分组成。第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合31 2.牙轮及牙齿（1）牙轮20CrMo合金钢锥体，锥面铣齿或镶装硬质合金齿，内腔有轴承跑道。单锥牙轮：主锥+背锥，硬地层复锥牙轮：主锥+副锥+背锥，软到中硬第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合a—单锥；b、c—复锥；1—主锥；2—副锥；3—背锥abc32 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合（2）牙齿铣齿——在牙轮锥面上直接铣出，楔形。硬质合金镶齿——镶装在牙轮锥面上，有多种齿形适应不同地层。33 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合铣齿牙轮钻头镶齿牙轮钻头34 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合3．轴承牙轮钻头轴承有大、中、小和止推四副。根据轴承的密封与否，可分为密封和非密封两类。根据轴承副的结构，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承结构：滚柱—滚珠—滚柱—止推滚柱—滚珠—滑动一止推滑动轴承结构：滑动—滚珠—滑动—止推滑动—滑动（卡簧）—滑动—止推35 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合密封圈密封圈滚柱止推台阶滑动摩擦衬套滑动摩擦副为什么滑动轴承比滚动轴承寿命长？36 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合4．喷嘴钻井液流出钻头射向井底的流道。高压钻井液流经喷嘴后产生高速流动的水射流，清除井底岩屑，辅助破碎岩石。三牙轮钻头一般安装3个喷嘴，直径7~13mm。用卡簧固定在水眼内，并用o形圈密封。37 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合4．牙轮及牙齿的布置方式布齿原则：（1）转一周牙齿全部破碎井底，不留下未被破碎的凸起；（2）牙轮在重复滚动时应使牙齿不落入别的牙齿的破碎坑内；（3）牙齿磨损均匀。38 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合牙轮布置方案：（1）非自洗无滑动布置：各牙轮牙齿齿圈不嵌合，单锥、不超顶，不移轴，用于硬地层；（2）自洗不移轴布置：各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，不移轴，用于中硬地层；（3）自洗移轴布置：各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，移轴，用于软地层；非自洗自洗无移轴自洗移轴39 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合牙轮及牙齿的布置非自洗自洗无移轴自洗移轴齿间相互齿合产生自洗作用40 4．牙轮钻头工作原理1．牙轮钻头在井底的运动公转：牙轮随钻头一起旋转。自转：牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向旋转称自转。滑动：牙轮齿相对于井底的滑移，包括径向（轴向）和切向（周向）滑动。引起滑动的原因：①超顶和复锥引起切向（周向）滑动②移轴引起径向（轴向）滑动纵向振动：牙轮在滚动过程，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。引起纵向振动的原因：①单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动；②井底凹凸不平第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合41 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合牙轮滑动对破岩的作用:牙轮的超顶和复锥引起的切向滑动剪切掉牙齿之间的岩石。超顶引起的轴向滑动剪切掉齿圈之间的岩石。2．牙轮钻头的破岩作用（1）冲击、压碎作用纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。（2）滑动剪切作用牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。（3）射流的冲蚀作用由喷嘴喷出的高速射流对井底岩石产生冲蚀作用，辅助破碎岩石。42 （四）金刚石钻头（DiamondBit)1.金刚石钻头的组成金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。由钢体、胎体（冠部和保径部分）、水眼及水槽、金刚石切削刃等部分组成第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合43 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合热稳定聚晶金刚石钻头（TSP）TSP钻头的热稳定性、耐磨性和抗冲击能力都高于一般的金刚石钻头。44 2.特性金刚石具有极高的硬度（莫氏硬度10）、抗压强度（8800MPa）和耐磨性钢的9000倍）。其缺点是：①脆性大，受冲击载荷易碎裂；②具有热敏性，高温下（450℃以上）石墨化。用于坚硬、高研磨性地层，无活动件。第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合45 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合3.金刚石钻头的破岩机理概括地讲，金刚石钻头以磨削（研磨）方式破碎岩石，类似于砂轮磨削金属的过程。在钻进某些硬地层时，在钻压作用下压入岩石，使与金刚石接触的岩石处于极高的应力状态而使岩石呈现塑性；(2)在塑性地层(或岩石在应力作用下呈塑性的地层)，使前方的岩石内部发生破碎或塑性流动，脱离岩石基体，形成岩屑，称作犁削。(3)在脆性较大的岩石中，在钻压和扭矩作用下所产生的应力使岩石表现为脆性破碎，即属于以剪力和张力形式破碎岩石。(4)在坚硬岩石(如隧石、硅质白云岩、硅质石灰岩等)中，是要靠金刚石的棱角实现微切削、刻划等方式来破碎岩石。46 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合4.金刚石钻头的正确使用1.适用于硬、研磨性地层，涡轮钻井，深井钻井，取心作业。寿命长，进尺高。2.钻头下井前，井底打捞干净，确保没有金属落物。3.先用小钻压、低转速跑合，然后用合适钻压和高转速钻进。4.采用低钻压（30-50kN）、高转速、大排量钻进。47 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合（五）PDC钻头（PolycrystallineDiamondCompactBit）钢体PDC钻头胎体PDC钻头两类PDC切削元件48 第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合1.PDC钻头的结构特点切削元件—聚晶金刚石复合片（PDC）特性PDC既具有金刚石的硬度和耐磨性。弱点是热稳定性差，350℃以上加速磨损。抗冲击能力较差。用于软到中硬均质的地层，无活动件，钻压小转速快。Φ13.4，Φ1949 2.工作剖面形状特点内外锥有利于钻头稳定；外锥较长，可多布齿，使磨损均匀；钻硬夹层，冠部齿易早期损坏。适合中等均质地层。特点钻头表面积较小，水力集中，清洗效果好；载荷分布较均匀；用于钻石灰岩、白云岩等较硬地层。特点侧向推力指向钻头中心，有利于防斜；钻头外部表面积大，可布置较多切削齿，利于提高寿命。用于软地层。特点冠顶较宽且较平缓，载荷分布较均匀。外侧采用圆弧，布齿面积较大。用于硬地层。双锥形浅锥形抛物线形B形50 3.喷嘴—流道系统冷却和清洗效果严重影响PDC钻头的钻速和寿命。喷嘴数量一般比三牙轮钻头多。喷嘴位置和流道结构根据切削齿位置确定。51 4.PDC钻头破岩机理PDC钻头主要以切削方式破碎岩石。切削刃在钻压作用下吃入地层，刃前岩石在旋转力作用下发生剪切破坏。切削塑性岩石和脆性岩石的过程类似于刮刀钻头。由于多个切削齿同时工作，井底岩石自由面多，因此破岩效率高。金刚石切削刃耐磨性高，钻头寿命长，单只钻头进尺高。第二节钻头52 5.PDC钻头的正确使用PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错地层和砾石层。2.与牙轮钻头相比，PDC钻头宜采用低钻压、高转速钻进。3.钻头下井前，井底要清洁，无金属落物。新钻头钻进时，先用小钻压和低转速磨合井底。4.PDC钻头属于整体式钻头，无任何活动部件，适合高转速的涡轮钻井。第二节钻头53 6PDC钻头的选择①  根据钻井方式选择钻头：直井应选择钻速快、寿命长的钻头；定向井选择造斜或稳斜性能好、适合于配井底马达的高转速钻头。②  根据地层情况选择钻头：包括所钻地层的类型、硬度、岩性等。③  根据钻井条件选择钻头：如设备能力④  根据钻井参数选择钻头：第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合54 PDC钻头冠部轮廓形状有抛物线型、圆形和锥形三种，其中：①抛物线型：适用于各种软地层，具有进尺多，机械钻速高，稳定性好的特点，适合于转盘及井下动力钻具。②圆形：工作面积小，水力集中，清洗较好，有利于钻穿硬夹层，在转盘钻井中常用。锥形：吃入性好，稳定性强，适合于转盘及高转速下动力钻具钻井。第二节钻头钻具的识别、组成及常用组合55 1.方钻杆的丈量（1）方钻杆使用长度的丈量。将方钻杆平方在垫杠上，将钢卷尺零端对准方钻杆外螺纹大端台阶面，另一个人手握尺盒沿方钻杆逐渐将尺带拉出，然后将钢尺带贴与方钻杆内螺纹接头上面，眼观方钻杆末端的钢尺刻度，其刻度值即为方钻杆的使用长度。（2）方钻杆通称尺寸的测量。方钻杆通称尺寸为方钻杆方部对边宽的尺寸。测量时，使用外卡钳进行。测量方法：分开外卡钳两腿，两腿张开度略大于方钻杆方部尺寸，将外卡钳卡向方钻杆方部下方，然后用双手向内压外卡钳的双脚，使其脚口紧贴方钻杆下部，再沿垂直于方钻杆轴线的方向轻轻向上拉取外卡钳，注意向外拉出外卡钳时，应防挂碰改变张开角度。卡钳拉出后，将卡钳一端内侧对准钢板尺零端，另一脚内侧平放于钢板尺上，其脚口对应的刻度值即为方钻杆方部对边宽的尺寸。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合一钻具的丈量56 （3）方钻杆对角尺寸的测量。方钻杆对角尺寸为横截面对角线的长度。测量时，使用外卡钳配合钢板尺测量。其方法与分方钻杆通称尺寸的测量方法相似，不同之处：外卡钳的卡口是卡向方钻杆方部对角的下方，而不是卡向方部下方。丈量注意事项：方钻杆丈量是一般是指丈量方钻杆的使用长度，因为方钻杆方部末端上部的接头体部位无法进入转盘方补心内，因此在计算井深丈量方钻杆时，应从外螺纹大端台阶开始至方部末端为止，绝不能量至内螺纹顶端面，否则井深出现误差。下图中L0为方钻杆的使用长度。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合57 2.钻杆的丈量（1）钻杆长度的丈量。将钢卷尺零位端对准钻杆外螺纹大端台阶，另一个人将钢卷尺带拉到钻杆内螺纹接头端，并将尺带紧贴于内螺纹接头上端顶部，两眼直视内螺纹接头顶部所对应的尺带数值，该数值即为钻杆长度值。将该长度值与对应的钻杆号记录在钻杆记录本上。同时用白漆或红漆将钻杆长度值写在距钻杆内螺纹接头端1m处的钻杆本体上。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合58 （2）用内卡钳测量钻杆内径。用右手拇指与中指拿住内卡，食指扶住内卡，防止摆动。将内卡两腿张开，张口距离略小于钻杆内孔，将内卡钳平行或竖直放入钻杆内孔，并注意内卡钳中心线必须与所测管体中心轴线一致。然后靠食指和中指将内卡钳两腿向外伸张（也可借助左手帮助向外分开内卡钳两腿），感觉卡钳两腿的顶端与管壁接触，即可用右手拇指、食指转动内卡钳，中指扶住内卡钳保持卡钳居中，感觉内卡钳两腿的顶端与管壁均有接触，且松紧适度，即可平直抽出内卡钳，然后左手平拿钢板尺，将内卡钳钳口一端外侧与钢板尺零端对齐。内卡钳口另一端外侧靠在钢板尺的刻度上，其两柱腿所指示的刻度值，即为钻杆内径尺寸，并将测量的数值记在记录本上。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合59 （3）用外卡钳测量钻杆外径。用双手将外卡钳两腿分开，其张口略大于被测钻杆外径，右手拇指与中指捏住外卡钳，将钳口卡向钻杆本体外部进行试量。若钳口偏小，可将外卡钳双腿轻轻向外拨动，是钳口变大；若钳口偏大，可将卡钳一腿在钻杆本体上轻轻敲击一下，使钳口变小，反复调整钳口其张开度略小于钻杆本体外径，然后将卡钳垂直卡向钻具，向下轻压卡钳，让卡钳脚口顺利通过钻杆本体外部，然后轻轻垂直向上提起，使卡钳自然张开到被测钻杆本体外部的宽度，在上提下放多次，感觉锥口内侧稍有阻挡并能通过被测钻杆外部即可取出外卡钳。但要注意向上提取外卡钳时，应防止碰挂而改变其张开角度。然后左手拿钢板尺，钳口一脚内侧对准钢板尺“0”位端，钳口另一脚内侧平放在钢板尺尺面上，其两脚口所指刻度即为被测钻杆的外径尺寸，将其外径尺寸记录在记录本上。60 注意事项：读数时采用“四舍五入”的方法计量钻杆单根的长度。但要注意若丈量了4~5根钻杆单根均属于“四舍”情况，可以将其中一次不舍而采用加入到1cm的形式，以进行补救；同样若“五入”次数较多，恶意将其中一次不入而舍去的方法进行补救。钢尺带拉好读数时，两眼应齐平对准内螺纹接头台肩顶部，不饿斜视读数，否则将影响丈量精度。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合61 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合3.钻挺的丈量（1）长度测量①一个人站在钻挺内螺纹端，，左手拿住钢卷尺盒，右手轻抚钢卷尺带，另一个人用右手握住钢卷尺带始端钢环，拉至钻挺外螺纹端时，停止向外拉钢卷尺带。②拿钢卷尺钢环一端的人，将尺带“0”点紧贴外螺纹端根部，见图，拿钢卷尺盒的人，将钢卷尺带貼与管体表面，并稍微拉紧（注意尺带是否铺平拉直），然后将钢卷尺带贴于钻挺内螺纹端面开始读数。62 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合③读数时，双眼视线必须与钢卷尺垂直，正视内螺纹顶面，不能正视内螺纹端倒角处，见图。然后读出钢卷尺贴于内螺纹端顶部端面的刻度值，即为单根钻挺的长度。63 ④量度为15m以上的钢卷尺最小刻度单位是厘米，若所量数值在两刻度之间，则应采用近似读数法，按“四舍五入”精确到厘米。（2）钻挺内、外径测量。钻挺内、外径的测量方法与钻杆内、外径测量方法相同。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合64 注意事项丈量钻挺时，首先卸下内、外螺纹端的护丝，丈量完后，要重新将护丝旋上，以保护螺纹。所测量的钻挺管体上面不得堆放如何杂物，钢卷尺带必须拉紧，拉直并于钻挺中心线相平行。丈量完钻挺后，必须用白漆或红漆将尺寸数值写在对应编号的钻挺本体上，将所有的钻挺丈量完后，必须按号复查，防止长度和对应的编号不相符而造成井深误差。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合65 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合4.接头的丈量（1）接头长度的测量①现场测量接头的长度一般用1-2m的钢卷尺，1人进行测量。测量接头长度时，应将接头平放于垫板上。测量外螺纹接头时，应从内螺纹端面量至外螺纹根部台肩；测量双内螺纹接头长度时，应从两端顶部平面量起；测量双外螺纹接头长度时，可从任一端外螺纹根部台肩量至另一端外螺纹根部台肩。具体量法见图。66 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合②若接头较长需要用量度长的钢卷尺进行测量时，其测量长度的方法与前面钻杆长度测量方法相同。（2）接头内、外径的测量接头内径和外径的测量方法与前面钻杆内、外径测量方法相同。D1公扣接头大端直径；D2公接头内径；D3公接头小端直径；D4母接头端面镗孔直径；D5母接头内径67 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合注意事项：测量接头长度时，一定将接头平放在地面或垫板上，不要竖直或倾斜放置，避免造成读数误差。钢卷尺带应于接头中心轴线平行放置，不得歪斜。读数时两眼应齐平对准端部，不可斜视读数，否则将影响测量精度。读数时采用“四舍五入”的方法计量接头长度。接头内、外径测量注意事项与钻杆内、外径测量注意事项相同。68 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合5.钻头尺寸的丈量（1）钻头高度的测量。①将钻头工作刃朝下，竖直摆放在平硬的垫板或地面上。②将钢板尺平放在外螺纹根部台肩上（无体式钻头）或内螺纹根部台肩上（有体式钻头）。69 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合③用钢卷尺或直尺从垫板或地面竖直向上量至钢板尺下部边缘，所对应的刻度尺即为钻头高度L,见图。70 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合⑵钻头直径的测量①简易钻头规测量钻头直径：先将钻头规平套在钻头上，钻头规内弧紧靠钻头外侧面，测量钻头规对边内弧或钻头外侧的间隙最大处的尺寸，然后用钻头规的尺寸减去间隙最大处的尺寸，即为该钻头的直径。②正规钻头规测量钻头直径：把钻头竖直排放，左手握住钻头规手柄，右手拇指、食指、中指捏住钻头规调整尺寸大小的活动手柄，把钻头规尺寸调大，大于钻头直径，再把钻头规平套进钻头，然后把活动手柄逐渐调小，使其包住钻头（以手柄轻轻转不动为宜），此时，钻头规上所示的刻度尺寸即为钻头直径。71 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合⑶测量注意事项。①测量钻头高度时，一定要将钻头平放在平硬的垫板或地面上，不能放在松软的地泥或沙地面，更不能让钻头倾斜。②读数时采用“四舍五入”的方法，手握钢尺或直尺测量时，一定要竖直平放，不能偏斜，两眼应平视直尺上的刻度不能斜视。72 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合③不管使用的是简易的还是正规的的钻头规测量钻头直径，都应平套进钻头，不能一边高一边低，否则会造成测量误差。④将所量尺寸与钻头编号记入钻头卡，若是无体式钻头应将钻头使用高度和钻头全高都同时记入钻头卡内，以便计算井深。73 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合二钻具接头的识别（一）接头类别的表示方法1.三位数字法第一位数字代表接头所连接的钻杆本体外径尺寸的整数部分，如“4”表示接头所连接的钻杆本体外径的整数部分为4in;第二位数字表示接头类型，1、2、3分别表示内平式、贯眼式、正规式；第三位数字表示内、外螺纹，0、1分别表示内螺纹（母扣）、外螺纹（公扣）；74 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合例如421表示41/2in（114mm)钻杆，贯眼式的外螺纹接头。620表示65/8in（168.28mm)钻杆，正规式的内螺纹接头2.符号表示法用接头符号（字母代号）打印在接头体上面，以判断扣型及接头内径变化的关系。中国：正规式-ZG；贯眼式-GY；内平式-NPAPI：正规式-REG；贯眼式-FH；内平式-IF75 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合3.标记槽法接头体上车有标记槽主要区别正扣接头和反扣接头。正扣接头体上一般车有一道10mm宽的标记槽；在反扣接头体上车有10mm和5mm宽的两道槽，作为反扣接头的标记槽。标记槽内一般打有接头数字代号或类型代号，如“421”或“41/2-3Ⅲ”等字样。76 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合（二）接头类别的识别由标记槽可以识别正、反扣接头，并可通过标记槽内的数字代号或类型代号来识别接头的类型。当标记槽内符号及数字无法辨认时，可用钻具接头尺或内外卡钳配合钢板尺来鉴别接头类型。1.接头尺测量法接头尺一般是（长22cm，宽2cm，厚2mm）刻画有常用接头的有关尺寸、扣型的自制钢板尺。它有正、反两面，正面用以判断外螺纹接头扣型，并刻画有相应的尺寸数字或数字代号；反面用来判断内螺纹接头扣型，并刻画出相应的扣型尺寸或数字代号。77 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合接头尺78 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合1）用接头尺测量外螺纹接头将外螺纹接头朝上竖直放于垫板或硬地面上，右手拿住接头尺，并将接头尺正面“0”端紧靠在外螺纹接头小端螺纹端面上，用左手扶住沿宽度方向竖放于外螺纹端面上的接头尺，而右手将接头尺在外螺纹端面上前、后移动几下（此时接头尺“0”端固定不动，并注意移动弧度不宜过大），找出接头尺上所对应的外螺纹小端端面的直径，该直径数值所对应的扣型即为所测外螺纹接头的扣型。见图。79 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合外螺纹接头扣型测量图内螺纹接头扣型测量图80 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合2）用接头尺测量内螺纹接头将内螺纹接头朝上竖直放于垫板或硬地面上，右手拿住接头尺，并将接头尺反面“0”端放入内螺纹接头内螺纹镗孔内，量其镗孔内径，该直径在接头尺上对应的数字即为所测内螺纹接头的扣型（测量方法与外螺纹接头扣型测量相似）。见图。81 2.内外卡钳，钢板尺配合测量法1）外螺纹接头扣型测量使用外卡钳用外卡钳测量外螺纹接头大端根部外径（也可测量外螺纹接头小端面外径，测量方法与钻杆外径测量方法相同），然后将测得的外卡钳张口在钢板尺上读出数值，根据该数值查表1或2即可找出相对应的接头扣型。若是API接头，也可将测得的外螺纹大端（或小端）端面直径查表1，找出相对应的API接头类型。第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合82 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合表183 第三节钻具的丈量及常用组合形式钻具的识别、组成及常用组合表284 钻具的识别、组成及常用组合3.目测接头类型的方法（1）首先看接头体上的标记槽。有两道环形槽为反扣接头，只有一道环形槽为正扣接头。（2）观看标记槽内接头的数字代号和类型代号。（3）若标记槽内数字代号和类型代号不清，可以从下述几个方面去判断：①首先凭经验或直观感觉确定接头的公称尺寸，或者用手大致卡一下外螺纹接头小端端面尺寸或内螺接头镗孔内径，以确定该接头公称直径的大小。85 钻具的识别、组成及常用组合②若属同一公称尺寸的接头，可以比较接头锥体部分尺寸和内螺纹接头端面镗孔直径来判断接头类型。因为同一高层次的接头，扣型不一样，锥体部分直径也不一样。一般来说，内平式内螺纹接头小端和大端直径略大于同尺寸的贯眼式接头大小端直径，而贯眼式内螺纹接头的大小端直径又略大于正规式内螺纹接头的大小端直径。③对于钻杆接头，观察接头内径和钻杆加厚处内径，并进行比较，内平式接头内径和外加厚钻杆内径相近似（多用于小尺寸钻杆），贯眼式接头内径和钻杆内加厚处内径相似，而正规式接头的内径小于内加厚钻杆和外加厚钻杆内径。④可以将欲要识别的接头与现场上常用的已经确认的标准接头进行试上扣，若用双手对接上扣比较顺利（注意不要错扣）且能扣上1-2扣，并无松恍现象，则可证明该接头扣型和对接的接头扣型一致（对接前一定要将接头螺纹用钢丝刷除锈并清洗干净，涂抹螺纹脂，而且没有坏扣）。86 钻具的识别、组成及常用组合（三）接头选配1.接头选配的方法选择合适的接头，将不同尺寸、规格的钻具连接起来，是钻具组合的关键，是保证快速优质钻井的重要条件。所选接头称为配合接头。接头的选配应根据钻具尺寸、扣型来进行。具体的选配方法是：（1）所选接头尺寸应和所配钻具尺寸相同。（2）所选接头扣型应和所配钻具的扣型一致。（3）所选接头外螺纹端应和钻具内螺纹相配，相反，接头的内螺纹端应和外螺纹相配，见图。87 钻具的识别、组成及常用组合配合接头88 钻具的识别、组成及常用组合（4）若所配钻具为反扣那么所选接头应是反扣接头，否则无法上紧扣。（5）一般来说，内螺纹接头镗孔直径比外螺纹接头大端直径大1.5mm左右，所以我们只要知道外螺纹接头大端直径后，就可以选配相应尺寸的内螺纹接头，反之，由内螺纹接头镗孔直径也可以选配合适的外螺纹接头。89 钻具的识别、组成及常用组合例题选择合适接头将下列钻具组合成钻柱81/2in钻头→国产178mm（7in）钻挺→国产165mm（61/2in）钻挺→国产114mm（41/2in）外加厚钻杆→国产108mm（41/4in）方钻杆→SL-400型水龙头（中心管保护接头621反×反细扣）。（1）首先画出各钻具间位置关系图，见图，90 钻具的识别、组成及常用组合各钻具位置关系91 钻具的识别、组成及常用组合（2）然后确定各钻具的尺寸、扣型，并将尺寸、扣型标注在各钻具所对应的位置上。81/2in（216mm)钻头扣型421（查国产牙轮钻头直径系列表）国产178mm（7in）钻挺，下端扣型为521，上端扣型为520（查国产钻挺规范表）国产165mm（61/2in）钻挺，下端扣型为411，上端扣型为410（查国产钻挺规范表）国产114mm（41/2in）外加厚钻杆，下端扣型为411，上端扣型为410（查国产对焊钻杆加厚端尺寸表）国产108mm（41/4in）方钻杆，下端接头扣型为420，上端接头扣型为420反扣（查国产方钻杆规范表）SL-400型水龙头（中心管保护接头621反×反细扣）。92 钻具的识别、组成及常用组合（3）按各钻具尺寸和扣型选配接头如下：81/2in（216mm)钻头和国产7in（178mm）钻挺间选配420×520接头。7in钻挺和61/2in钻挺间选配521×410接头。61/2in钻挺和41/2in外加厚钻杆间选配411×410接头（因扣型和尺寸均相同，也可以直接连接而不需要另外再配接头）。41/2in外加厚钻杆和41/4in方钻杆间选配411×420接头。41/4in方钻杆和SL-400型水龙头间选配421×620双反接头。（4）将所选配的接头，按位置关系井各钻具连接起来组成钻柱。93 钻具的识别、组成及常用组合钻具配合示意图94 钻具的识别、组成及常用组合2.接头选配注意事项（1）选配接头时，应首先检查接头螺纹的完好程度，凡碰伤3扣以上者，不得使用。另外，接头螺纹和止推面都应光滑，五凹痕、碎裂、毛刺、龟裂等现象，以保证良好的连接性和紧密性。（2）所选用接头的内外表面不应有任何的裂缝、疵点、结疤、毛刺、七孔、剥层等缺陷存在。（3）所配的接头与钻具拧紧后，外螺纹的台肩面同内螺纹端面间的间隙不得超过0.5mm。95 钻具的识别、组成及常用组合（4）接头选好后，一定要丈量接头长度，并将接头尺寸、扣型用白漆写在接头体上。同时按编号顺序将接头尺寸、扣型记录在记录本上。（5）要做到一次成功地正确选配接头，必须在实践中多观察，多丈量，多比较，真正掌握识别接头的方法，至少应熟悉本队常用接头的尺寸和类型，避免因选配接头而烟雾生产时间或出现差错而造成钻具事故。96