钻具分级标准
Ⅰ岩心钻探钻具等 2
在应用萨尔基索夫公式计算 钻杆柱弯曲的半波长度时， 会碰到不等径的钻杆柱问题， 例如使用钻铤时，为了安全 计，常常把零断面选择在钻 铤部位(如图1.2-8所示)。
在此零断面以上部分为不等 径钻杆柱，如要计算出MN处 的半波长。可利用当量钻杆 柱长度来求得当量坐标Zeq来 计算 ：
Zeq l1 leq （1.2－14）
图9 钻杆柱在孔内 图10 钻杆柱
图11 钻杆柱受力
扭转传送状态 在孔内的波形弯曲
分析图
钻杆柱由地表连续不断地给孔底钻头传送工作扭矩 M0 。 由于钻杆柱在孔内作回转运动，与孔壁发生多 点接触，从而产生摩擦扭矩 M1 。由于钻杆柱在孔内 工作状态和孔壁的实际状况的差异，回转摩擦阻力差 别很大而使摩擦扭矩 M1 变化很大，往往大于钻头所 需的扭矩M0。由于摩擦扭矩M1的变化和工作扭矩M0 的变化而使钻杆柱的回转运动不稳定，产生不同程度 的扭振，影响钻进工作。
拉、压、扭、弯、磨损、腐蚀-------------最薄弱环节 便于拧卸-------频繁 密封-----------冲洗液 精度--------同轴度，形位公差
1、钻杆体采取两头镦粗的型式，增加了螺纹的截面尺寸，抗拉、抗扭强度得到 大幅提高。 2、螺纹扣高有的设计为1mm或1.25mm，从根本上消除了钻杆体深孔钻进脱扣 问题。螺纹扣高一方面消除了脱扣的发生，另一方面有效延长了钻杆的使用寿 命。 3、对钻杆接头螺纹进行参数优化，钻杆及接头螺纹均采用精密数控车床加工 （高性能刀具），严格控制加工质量。
l2
kgf/cm2 (1.2－18)
由公式(1.2－18)可知，钻杆柱的弯曲应力与钻杆直 径d 和最大挠度f 成正比关系，而与半波长度l的平方 成反比。所以半波长越小，弯曲应力越严重。由萨尔 基索夫公式知，半波长度又与ω (转速) 成反比，所以 半波长受钻杆柱转速的影响比较大。高转速产生更大 的离心力，加强了钻杆柱的弯曲。
钻具检测分级标准
目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 要求 (1)4 在用钻具的要求、检验与分级评价 (2)5 检验规则 (8)附录 A 钻杆接头分级参数 (9)附录B 钻铤磨损后接头台肩面宽度极限尺寸参数 (11)附录C 钻具接头螺纹纵波直探头端面超声波探试块尺寸 (12)附录D 钻具接头螺纹涡流探伤试块尺寸 (13)附录E 钻具接头螺纹电磁探伤试块 (13)前言本标准修订并替代Q/ SHXB 0021—2005《钻具检测与分级评价》。
本标准对技术内容的修改主要包括以下内容：——增加直径和壁厚测量方法的规定；——增加对方钻杆，加重钻杆的制造要求；——更改钻铤报废或停止使用的长度规定；——增加方钻杆报废或停止使用的规定；——增加加重钻杆报废或停止使用的规定；——增加加重钻杆接头报废或停止使用的规定；——增加接头螺纹探伤的规定；——增加钻杆管体电磁感应检测的规定；——增加附录D和附录E规范电磁探伤和过渡带探伤人工对比试块；——删除了涡流探伤相关内容。
钻具检测与分级评价1范围本标准规定了*****************施工地区在用钻具的使用、维修、检测与分级评价的技术要求。
本标准适用于*****************施工地区使用的钻杆、加重钻杆、钻铤、方钻杆、钻具扶正器、钻柱转换接头等钻井管具。
本标准不适用于新钻具的验收检验，新钻具的检验应采用相关产品标准和规范。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T22512.2 旋转台肩式螺纹连接的加工与测量GB/T 20659 石油天然气工业铝合金钻杆SY/T5051-91 钻具稳定器SY/T5144 -2007 钻铤SY/T5146 -2006 整体加重钻杆SY/T5200-2002 钻柱转换接头SY/T5290 -2000 石油钻杆接头SY/T5369 -94 石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻铤SY/T5446-92 油井管无损检测方法钻杆焊缝超声波探伤SY/T5447-92 油井管无损检测方法超声测厚SY/T5448-92 油井管无损检测方法钻具螺纹磁粉探伤SY/T5824-93 钻杆分级检验方法SY/T5956-2004 钻具报废技术规定SY/T5987 钻杆国外订货技术条件SY/T 6427 钻柱设计和操作限度的推荐作法SY/T6474 新套管、油管和平端钻杆现场检验方法SY/T6508 油井管无损检测方法非铁磁体螺纹渗透探伤API Spec 5D 钻杆规范3 要求3.1使用过的钻具，应进行尺寸检测和探伤检测，包括接头体、管体、接头螺纹的结构尺寸和损伤检验，根据检测结果进行分级评价，未经检验或不满足要求的钻具应停止使用。
钻具标准及失效讲解PPT课件
• 井下有害气体对钻具使用寿命的 影响
• H2S会导致钻具应力腐蚀开裂 • CO2、泥浆里的溶解Байду номын сангаас会加剧钻
具腐蚀。
• 井身结构
• 深井、定向井、水平井越 来越多。
• 在造斜段全角变化率（狗 腿度大），钻具受到很大 的弯曲载荷，很易发生疲 劳断裂和摩擦热裂纹。
• 钻井条件对钻具性能要求
• 卡钻
• 活动钻具上提，易发生过载。
• 钻井参数对钻具使用寿命的影响 • 钻压
钻压过大，中和点易移到加重钻杆或 钻杆。
增加钻铤的弯曲载荷。
• 转速 转速过快钻柱在井眼摆动厉害，钻柱 受力情况恶化。
• 地层岩性对钻具使用寿命的 影响
• 硬地层使钻具磨损加剧，易产生 摩擦裂纹。容易发生跳钻、蹩钻 事故，使钻具受力条件更加苛刻。
• 疲劳断裂
• 交变载荷 • 较长时间运转 • 从薄弱环节断裂
•H2S应力腐蚀开裂 •拉应力
•H2S
• 内螺纹接头胀大 • 钻铤弯曲强度比过小。 钻铤扣形选错（127mm NC38) 钻铤外径磨小 。 • 钻杆接头密封台肩宽度不足 (127mm钻杆接头DF=150.4mm) 井下扭矩过大。
• 在小井眼中代替钻铤，操作 方便。
• 在定向井中代替大部分钻铤， 以减少扭矩和粘卡钻等。
• 钻铤
• 给钻头提供钻压。
• 使下部钻具组合具有较大 刚度，使钻头工作稳定， 有利于克服井斜问题。
• 钻铤种类 • 圆柱钻铤 • 螺旋钻铤
• 螺旋钻铤 • 减少粘附卡钻的发生
丛式井
钻柱受力 • 起下钻过程：
•失效的定义
美国《金属手册》认为，机械产品的零件 或部件处于下列3种状态之一时定义为失效：
第一章 钻具
第四部分钻井工具目录第一章钻具第一节方钻杆第二节钻铤第三节加重钻杆第四节钻杆第五节钻具管理第二章井下工具第一节稳定器第二节随钻震击器第三节扩大器第四节浮阀第五节钻具内防喷器第六节水力割刀第三章井上工具第一节钻杆吊卡第二节吊环第三节钻杆卡瓦第四节手动大钳第五节钻铤吊卡及卡瓦、安全卡瓦第六节套管吊卡、单根吊卡、套管卡瓦第七节转盘补心第四章打捞工具第一节铅模第二节公锥第三节母锥第四节卡瓦打捞筒第五节磁铁打捞器第六节一把抓第七节反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮第八节磨鞋第九节安全接头第十节套管打捞矛钻具是指地面方钻杆以下钻头以上各部分工具的总称。
在钻井过程中，将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。
钻柱是联通地面与地下的枢纽，又是钻井设备与工具的薄弱环节。
随着钻井深度越来越深，对钻柱性能的要求也越高。
钻柱的特点：首先，钻柱钻柱必须是空心的，以便循环泥浆；其次，钻柱要具有一定的强度，以传递功率。
钻柱各组成部分都是具有一定壁厚的空心体。
钻柱是有多种不同部件组成，它的组成随钻井条件和钻井方法不同而有所区别。
但其基本部分是方钻杆、钻杆、钻铤及接头所组成。
本章主要介绍钻具的各组成部分作用、结构、规范以及现场检查方法等方面的一些常识。
一、方钻杆的作用与结构方钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆连接。
主要作用是传递扭矩和承受钻柱的全部重量。
为了循环泥浆和有效地传递扭矩，方钻杆断面制成中空的正方形或六边形。
石油钻井大型钻机都用四棱方钻杆，地质勘探小型钻机用六棱方钻杆。
方钻杆由于所处的工作条件十分繁重，要求它具有较高抗拉强度和抗扭强度。
所以方钻杆壁厚比一般钻杆大三倍左右，而且多用强度较大的优质合金钢制成。
API标准方钻杆用D、E级或高强度的合金钢AISI4145钢制成。
要求保证制造质量的均衡性。
方钻杆两端接头有丝扣以便连接。
在钻进中方钻杆的上端始终处于转盘面上，为了防止方钻杆在旋转中自动卸扣，所以方钻杆上端的丝扣为反扣，下端为正扣。
石油钻井 各种钻具参数
一、四方钻杆二、钻铤弯曲强度比：内螺纹危险截面摸数与外螺纹危险断面抗弯截面摸数之比。
三、加重钻杆三、加重钻杆三、钻杆1、API钻杆加厚尺寸图（X、G、S）四、转换接头：1、转换接头的种类转换接头根据外形与使用分为以下三种型式A型（同径式）：一只转换接头只有一种外径尺寸，代号为JTA。
B型（异径式）：一只转换接头只有两种外径尺寸，代号为JTB。
C型（左旋式）：转换接头的连接螺纹为左旋形式，代号为JTC转换接头的种类（SY5200—93、SY/T6152—1995）注：（1）、转换接头的连接螺纹弯曲强度比应控制在3.20：20—1.90：1之间。
（2）、转换接头的钻具当其直径差大于15mm时可采用B型转换接头（水龙头转换接头和打捞转换接头除外）。
1、接头型号与标记（1）转换接头型号表示法（SY5200—93）转换接头和光坯代号出厂批次出厂年号制造厂名或标志代号例：某厂（代号R）1989年按SY5200—93标准生产的第13批C型水龙头转换接头，两端有4 1/2正规左旋外螺纹，内径上部57.2mm，下部41.99 mm，标记为：R8913（2）转换接头标记代号（SY5200—93）内螺纹代号水眼直径外螺纹代号内螺纹端螺纹代号水眼直径外螺纹端螺纹代号型式（A、B、C）种类（1、2、3、4、5、6、7）接头代号例：1989年按SY5200—93标准生产第四批B型过度转换接头，一端为NC50外螺纹，另一端为NC46内螺纹，内径50.8mm,标记为：标记槽内标记：R8904外表面标记：JT3BNC44—50.8GXNC—50.8M2、接头螺纹扣型的表示方法螺纹扣型叫法目前有三种，一种是国内各油田习惯叫法（如411/410、521/430）；第二种是美国API石油学会规定的老式叫法（如：4FH（贯眼）、4 1/2内平、4 1/2REG 正规；第三种（数字型）是美国API石油学会规定的新叫法（如：NC50、N46、NC38）。
钻具知识
六、石油钻杆接头螺纹
石油钻杆接头螺纹是牙形为60°三角形、大螺距、 大锥度、带密封台肩面的特殊螺纹。适用于石油钻杆接 头、水龙头、方钻杆、钻铤、钻头及其它钻柱部件的连 接。
石油钻杆接头牙型共有V-0.038R（2种）、V-0.040 （1种）、V-0.050（2种）、V-0.065（1种）6种牙 型。V-0.038R牙型，即牙底圆弧半径为0.038in的牙 型；V-0.040、V-0.050、V-0.065牙型，即牙顶宽分 别为0.040in、0.050in、0.065in的牙型
1.3 钻具的组合使用
优质、快速是对钻井工作的基本要求。所谓优质主 要是对井身质量而言。衡量井身质量的标准很多，但井斜 问题始终是衡量井身质量的一项重要内容。在实际工作中， 要想打一口直井是很难的。所以，根据钻柱在井下受力情 况，合理地设计钻柱与下部钻具组合，提高下部钻柱的稳 定性，对于提高钻头工作指标和有效地克服井斜具有十分 重要的意义。
有关术语及定义
螺纹锥度：任意两截面直径差与两截面之间的距离之比。对 圆锥螺纹来说一般是指螺纹中径锥度。 圆锥螺纹基面及基面距：垂直于螺纹轴线，距螺纹台肩密封 面为一定距离的一个截面为圆锥螺纹基面，该距离为基面距。 石油钻杆接头螺纹中距螺纹大端面为15.875mm处的垂直于螺 纹轴线的截面为接头螺纹基面，其基面距为15.875mm。
贯眼型螺纹（FH）：贯眼型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头连接内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径和 钻杆加厚端内径相等而均小于钻杆管体内径的通经。
正规型螺纹（REG）：正规型钻杆接头采用的螺纹。 该型钻杆接头曾用于连接内加厚钻杆，形成钻杆接头内 径小于钻杆加厚端内径而钻杆加厚端内径又小于钻杆管 体内径的通经。
1.423
金刚石钻头磨损分级)
• LT - Lost Teeth/Cutters • PN - Plugged Nozzle/Flow
Passage • RO - Ring Out • WO - Washed Out Bit • WT - Worn Teeth/Cutters • FC - Flat Crested Wear • NO - No Dull Characteristic • NR - Not Rerunable • RR - Rerunable
• LN - Lost Nozzle • LT - Lost Teeth/Cutters • NO - No Dull Characteristic • NR - Not Rerunable • PN - Plugged Nozzle/Flow
Passage • RO - Ring Out • RR - Rerunable • WO - Washed Out Bit • WT - Worn Teeth/Cutters
Cutting Structure Dull Characteristics 切削结构的磨损特征 (D)
• BF - Bond Failure • BT - Broken Teeth/Cutters • BU - Balled Up • CR - Cored • CT - Chipped Teeth/Cutters • DL – Cutter Delamination • ER - Erosion • HC - Heat Checking • JD - Junk Damage • LM - Lost Matrix • LN - Lost Nozzle
Reason Pulled (R)---起钻原因
换钻具组合 调整泥浆 到取心深度 井底马达失效 钻水泥塞 钻具失效 钻具测试 井下钻具失效 地层变化 井眼复杂情况 工作时间长 钻具落井 电测作业 泵压变化 机械钻速低 钻机修理 钻到设计井深 扭矩变化
19钻具分级使用技术规定
长城钻探工程有限公司钻具公司质量管理体系文件钻具分级使用技术规定文件编号：CNPC-GWDC-ZJ/WD19-2013版本/修改状态：B/0编校：审核：批准：发放编号：2013-04-30 发布2013-04-30 实施长城钻探工程有限公司钻具公司发布目录方钻杆技术规定———————————————————————————2 钻杆分级技术规定——————————————————————————3 加重钻杆分级技术规定————————————————————————6 钻铤、无磁钻铤、螺旋钻铤分级技术规定————————————————7 钻具各级别适用井深—————————————————————————9 钻具的选择—————————————————————————————10 检验方法及步骤———————————————————————————12 附录：钻具各种常用数据表——————————————————————13钻具分级使用技术规定1 范围本标准规定了油气钻井用钻杆、对焊钻杆、加重钻杆、钻铤的分级与使用标准。
本标准适用于钻具公司企业内部现有各种规格钻具的分级。
2 引用标准SY/T 5369-94 石油钻具的使用与维护方钻杆、钻杆、钻铤SY/T 5956-2004 钻具报废技术条件SY/T 5824-93 钻杆分级检验方法SY/T 5146-2006 整体加重钻杆SY/T 5144-2007 钻铤SY/T 6288-2007 钻杆和钻铤的选用做法3 方钻杆技术规定3.1 方钻杆表面不应有裂纹、结疤、剥层，不允许在表面焊补缺陷或焊标尺。
3.2 5-1/4″方钻杆对边宽不得大于136mm。
3.3 管体方部和圆角要平整。
3.4 表面磨损后，大于或等于5-1/4″（133.4mm）的方钻杆其对边宽减少量不得大于12mm；小于或等于4-1/4″（108mm）的方钻杆其对边宽减少量不得大于8mm。