定向井、水平井专用工具.doc

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1、第章定向井、水平井专用工具第一节定向接头一、定向接头类别目前国内常用的定向接头有两种：定向直接头和定向弯接头，定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进，而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点，目前使用较为普遍。二、技术规格定向弯接头规格表表1-1外径（mm）内径（mm）连接螺纹弯曲角度（°）长度(mm)备注母扣公扣196.85806305311.25760衬套内径50mm1.501.752.002.252.502.75158.75704A104311.25500衬套内径50

2、mm1.501.752.002.252.502.75107.95573103311.25450衬套内径35mm1.501.752.002.252.502.75三、基本结构1、直接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉，如图1-1所示：图1-1112．定向弯接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图1-2所示：定向弯接头结构示意图图1-2弯接头弯曲度数的计算公式：α=57.3(a-b)/d式中：α——弯曲角度（º）a——长边长度（mm）b——短边长度（mm）d——外径（mm）四、弯接头性能不同螺杆

3、钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表1-2定向弯接头弯曲角度95mm钻具127mm钻具165mm钻具197mm钻具244mm钻具钻头直径mm造斜率°/30m钻头直径mm造斜率°/30m钻头直径mm造斜率°/30m钻头直径mm造斜率°/30m钻头直径mm造斜率°/30m11144.01523.52222.52512.53372.01.54.54.753.53.753.025.55.54.55.04.011213.01713.02001.752702.03881.751.53.54.253.03.52.524.05.03.

4、754.253.752.55.05.755.05.55.011492.02002.52701.253111.754451.251.52.53.52.02.52.2523.54.53.03.53.02.54.55.54.05.04.011第二节无磁钻铤一、作用由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据，利用无磁钻铤可实施无磁环境，并且具有钻井中钻铤的特性。国外已有相当数

5、量的无磁钻铤产品于1990年列入API标准。我国根据国外产品和产品样本制订了SY/T5145-86《无磁钻铤》标准。二、工作原理无磁钻铤工作原理如图2-1所示：无磁钻铤的作用原理示意图2-1注：①地磁场线；②磁性测量仪；③钢钻铤；④干扰磁场线；⑤钻头接头；⑥无磁钻铤无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响，因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境，保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。三、无磁钻铤材料1、蒙乃尔合金（1）、化学成分及机械性能见表2-1表2-1化学成分（重量%）机械性能碳锰镍硅铜钛铝

6、抗张强度(Mpa)屈服强度(Mpa)延伸率（%）布氏硬度导磁率0.150.866.70.0627.80.63.11034.48786.21-834.4820300≤1.01（2）、蒙乃尔合金的特点蒙乃尔合金虽然具有不易腐蚀的优点，但是由于镍含量高而存在以下缺点：a.价格昂贵。b.易磨损。2、铬-镍合金这种合金钢约含18%的铬和镍。易于塑性变形导致螺纹过早损坏，特别对需要上紧扭矩高的大钻铤更为不利。其化学成分见表2-2。11非磁性铁合金化学成分表2-2合金名称化学成分（重量%）碳硅硫磷氮铬镍钼锰钛铬镍合金0.06≤10

7、.030.0450.215-1813-152.5-32铬镍锰合金0.0650.50.0040.0414-1610-120.210-12铬锰合金≤0.070.650.0030.030.2-0.311-142≤118Nipponel12800.0118340.82.03、以铬和锰为基础的奥氏体合金其制造方法为半热锻形变强化方法，这种钢的缺点是对盐水钻井液应力腐蚀很敏感。其化学成分见表2-2。4、铍铜合金用铍铜巴氏合金25制造的无磁钻铤钻井液腐蚀性好，尤其对硫化物应力破坏抵抗性更好。磁化率低，接头不易磨损，机加工性能好，由

8、于其成分为重量百分数铜占98%，铍占2%，所以价格很贵。5、SMFI无磁钢SMFINM钻铤采用高抗腐蚀、高磁特性的优质无磁材料制造。SMFIN-MDC无磁材料化学成分见表2-3SMFI无磁材料化学成分表2-3化学成分%CSiMnNiCrMo≤0.06≈0.517-19≤2.50≌12≌1.156、国产锰铬镍钢这种钢含锰16.59%，含铬13.1