钻井工程理论与技术.pdf

面向 “世纪课程教材 普通高等教育九五 国 家 级 重 点 教 材 编 者 的 话 钻井工程理论与技术“一书是根据石油工程专业教学计划和人 才培养要求编写的石油工程专业学生用专业课教材全书本着理论与 实际相结合少而精覆盖面广尽量反映钻井科技新技术和新成果的 原则从钻井的工程地质环境钻进工具钻井液现代钻井技术钻井 控制技术固井完井钻井工程设计特殊钻井作业及技术等多方面 系统地讲述了钻井工程所涉及到的基本理论基本计算基本设计和 现代主要钻井技术的基本工艺过程本教材的初稿于陈 - 中国版本图书馆 4 . “..和之间的关系 .“ ..A , 4 9 - 3 钻井工程理论与技术 w w w . b z f x w . c o m 式中“ 上覆岩层压力 //构造应力系数无因次3 AB C//岩石的抗拉强度 01 2 “ 新模式与前述三个模式相比有两个显著特点. ’ -地应力一般是不均匀的模式中包括了三个主应力的影响“垂直应力可 以认为是由上覆岩层重力引起的“水平地应力由两部分组成一部分是由上覆岩 层的重力作用引起的它是岩石泊松比的函数3另一部分是地质构造应力它与 E’ 第一章钻井的工程地质条件 w w w . b z f x w . c o m 岩石的泊松比无关且在两个方向上一般是不相等的“ 图 墨西哥湾地区 3-. 9和3之间有如下的关系岩石的强度是岩石的机械性质是岩石在一定条件下抵抗外力破 坏的能力;强度的单位是岩石的矿物成分对沉积岩而言还包括胶结物的成分和 比例 矿物颗粒的大小岩石的密度和孔隙度;同种岩石的孔隙度增加密度降 低岩石的强度也随之降低反之亦然;一般情况下岩石的孔隙度随着岩石的埋 藏深度的增加而减小因此岩石的强度一般情况下随着埋藏深度的增加而增 ,. 第一章钻井的工程地质条件 w w w . b z f x w . c o m 加由于沉积岩存在层理“岩石的强度有明显的异向性岩石的结构及缺陷也对 岩石的强度有影响 工艺技术因素方面包括岩石的受载方式不同“相同岩石的强度不同岩石 的应力状态不同“相同岩石的强度差别也很大此外还有外载作用的速度液体 介质性质等等 ’ ; 6列出了新钻杆的强度数据A在钻柱的强度设计中推荐 采用提高钢级的方法来提高钻柱的强度而不采用增加壁厚的方法A / 钻杆接头及丝扣A钻杆接头是钻杆的组成部分分公接头和母接头连 接在钻杆管体的两端A接头上车有丝扣粗扣 用以连接各单根钻杆A在钻井过 程中接头处要经常拆卸接头表面受到相当大的大钳咬合力的作用所以钻杆 接头壁厚较大接头外径大于管体外径并采用强度更高的合金钢A国产钻杆接 头一般都采用/ B C 1D合金钢A 丝扣的连接必须满足三个条件即尺寸相等丝扣类型相同公母扣相匹 配A不同尺寸钻杆的接头尺寸不同A同一尺寸钻杆的丝扣类型也不尽相同A各钻 杆生产厂家的钻杆采用的接头类型也很难完全一致A因此为便于区分钻杆接 头和工程应用E2 F对钻杆接头的类型作了统一的规定形成了石油工业普遍 采用的E2 F钻杆接头A E2 F钻杆接头有新 旧两种标准A旧E2 F钻杆接头是对早期使用的有细扣 钻 杆提出来的分为内平式 F G 贯眼式 G H和正规式 I - 8 9 外 径 , 丝 扣 长 度 , - 8 大 端 直 径 , - 8 小 端 直 径 , A- 8 内 径 , - 8 丝 扣 长 度 , - 8 镗 孔 直 径 , B- 8 CD ’ E F G H I J K I J L K J M NK NO O 0 I P K 0 I P O P O O 0 J K J K J K J K P O J O O Q M M J 0 K L RD ’ E E S F G H I L I K I J O P 0 P L M 0 NK NO NO O 0 0 I P K 0 I P O P I P O P 0 O 0 O L M L M L M L K M J K J J P 0 O 0 O 0 O O 0 M 0 M P P 0 L L M O J L TU ’ E E S F G H I L I J I O L P L NK NO NO O 0 0 I P K 0 I P K P I P O P K L K L P M 0 M 0 P P L M L 0 J J K 0 K L K 0 L J P O P M O TU ’ E E S F G H 0 I P 0 O I 0 O I J 0 K O K O P NK NO NO O 0 0 I P K 0 I P O P I P O P M 0 L P 0 L O P P L L O M K M M 0 L P J L P J O 0 O M 0 TU ’ E E S F G H K I M 0 I 0 M 0 I L J J L J NK NK NO O O O I P K 0 I P 0 P I P 0 P P J P J J P K O L O P O L P P M L O O J K O 0 P O K VD E S F G H K I 0 0 I J K P M J NK NK O O I P 0 P I P 0 P J L M J J J 0 0 P J Q O O J O 0 O LJ 钻井工程理论与技术 w w w . b z f x w . c o m 图 “ 接头丝扣尺寸符号 随着对焊钻杆的迅速发展有细扣钻杆逐渐被对焊钻杆所取代旧 7 9 1 / / 3 5 *螺纹 也为 AB形螺纹具有. . / -3 5平螺纹顶和. . 3 5圆螺纹底用A“ . . C 表示扣型可与A“ . . / -型螺纹连接旧 9 3 3 8 C 3 9 A 3 3 9 C 3 D567 8 1 1 A CC 1 A A 3 9 A C 3 C 9 9 8 . 9 8 8 ,0 0 / B 8.