地质合金三角钻杆
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六种可以互换的接头螺纹
在数字型接头中有五种尺寸的接头与内平型接头 中相应接头具有相同的基面节圆直径、锥度、螺距和 长度；有一种尺寸与4″贯眼接头相同，所以可以互 换。按照中华人民共和国国家标准GB9253.1-99《石 油钻杆接头螺纹》规定，可以互换的螺纹有： ① NC26与23/8IF（2A11×2A10）； ② NC31与27/8IF（211×210）； ③ NC38与31/2IF（311×310）； ④ NC40与4FH（4A21×4A20）； ⑤ NC46与4IF（4A11×4A10）； ⑥ NC50与41/2IF（411×410）；
螺纹中径：指母线位于螺纹牙宽和牙槽宽相等处的 假想圆锥体的直径。基面处的中径称为基面中径。基 面中径是圆锥螺纹的主要参数之一。
牙型角（α）：指螺纹轴向截面内两个牙侧边的 夹角。垂直于螺纹轴线的牙型角的平分角线与牙侧边 的夹角（α/2），称为牙型半角。
螺距（P）：相邻两牙对应点的距离在圆锥螺纹轴 线上的投影长度。其数值与沿圆锥母线量得的距离P′ 之间的关系是：P=P′cosθ。
API Spec 5D规定的钻杆管体长度标准有 三类： 第一类（R1）：长5.5～6.7米（18～22英尺） （少用） 第二类（R2）：长8.23～9.14米（27～30英尺） 第三类（R3）：长11.6～13.7米（38～45英尺）
目前常用的是第二类钻杆,钻杆有效长度一般为 9.25—9.5米左右(订货时一般要求接头加长)。 现用的钻杆其管体与接头是采用对焊的方法连接的， 为了增加其连接强度，管体两端对焊部分是加厚的。 加厚形式有内加厚、外加厚和内外加厚三种，常用 用的钻杆以内外加厚为主。
国内外地质钻机性能介绍与比较
国外地质钻机性能介绍与比较(2009年)1.国钻机概况国地质勘探钻机、水文水井钻机和小型石油钻机，如：TK.3型立轴钻机、TSJ.1000型水源钻机、TSJ.2000钻机、GZ-2000钻机、ZJ20/1350石油钻机等。
小型石油钻机实例：本钻井工程为煤层气产能井钻井工程，工程甲方为晋煤集团蓝焰公司以及中石油华北油田沁水盆地煤层气勘探开发公司。
井身结构：全井分一开、二开，一开深度20m-50m（达到基岩10m以下），孔径311.15mm；二开至完井，孔深400m-1200m，孔径215.9mm。
目的与任务，获取目的煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，为后期产气提供基本参数依据。
2）坑道钻机我国煤矿坑道钻探作业的主导机型为全液压动力头式坑道钻机。
具有钻进效率高、工艺适应性强、操作安全、解体性好、易搬迁等特点。
目前，国全液压动力头式钻机的生产厂家较多，钻进能力从几十米到上千米，已形成多个系列。
ZDY6000LD(A)型履带式全液压坑道钻机ZYL-6000全液压坑道钻机。
钻进示意图配套钻杆◆目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平钻杆、螺旋钻杆两种。
➢外平钻杆是最常用的一种类型，适用于井下常规钻进作业和稳定组合钻具定向钻进。
现有的规格主要有φ42，φ50，φ63·5，φ73，φ89 mm等，具体钻杆参数及配套钻头见下表。
➢螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本煤层大直径救援孔的排粉需要。
螺旋钻杆接头形式多采用插接方式。
可方便处理钻进过程中因塌孔、喷孔、掉块等形成的卡钻、埋钻等孔事故。
目前常用的规格主要有:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130 mm等。
叶片式螺旋钻杆、浅槽螺旋钻杆两种。
庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋钻杆叶片、插接式螺旋钻杆配套钻头➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。
硬质合金钻头一般只适用于本煤层、泥岩等低硬度地层的浅孔施工，目前大多数煤矿为提高钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用PDC钻头。
钢管分类知识
一、钢管的分类1、按生产方法分类（1）无缝钢管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管（2）焊管（a）按工艺分--电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管（b）按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管2、按断面形状分类（1）简单断面钢管--圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他（2）复杂断面钢管--不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他3、按壁厚分类--薄壁钢管、厚壁钢管4、按用途分类--管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他二、无缝钢管标准是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。
钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。
钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。
用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。
钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。
钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。
由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。
此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。
但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。
根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
1.结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。
2.流体输送用无缝钢管（GB/T8163-1999）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。
石油工程技术 井下作业 钻具简介
钻具简介修井中常用钻柱主要由方钻杆、钻杆、钻挺、各种接头及专用工具组成，其中方钻杆、钻杆及钻挺等统称为钻具。
1方钻杆在修井作业中，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，方钻杆的主要作用是传递转盘扭矩，承载钻柱的全部悬重。
1.1方钻杆基本结构方钻杆的基本结构形式如图1、图2所示。
图1四棱方钻杆结构图2六棱方钻杆结构1—上接头；2—六方本体；3—下接头方钻杆由于所处工作条件非常繁重，应具有较高的抗拉、抗扭强度，因此方钻杆厚度一般比钻杆大3倍左右，用高强度优质合金钢制造。
方钻杆两端接头配有螺纹，以便与水龙头、钻杆或套铣筒连接，修井作业中方钻杆的上端始终处在转盘面以上，为防止在旋转中自动卸扣，方钻杆上端螺纹一般均为左旋螺纹（反扣），下端为右旋螺纹（正扣），特殊情况根据需要在使用左旋钻杆（反扣钻杆）修井时，可将方钻杆上端改为右旋，下端改为左旋，而相应的水龙头下端也应改为右旋，目前方钻杆均为无细螺纹的对焊型。
1.2方钻杆基本参数方钻杆基本参数见表1。
表1方钻杆规范公称尺寸内径mm 方部尺寸方部长度m上部接头（反扣）下部接头（正扣）in mm 对方mm对角mm方棱半径mm外径mm连接螺纹外径mm连接螺纹37645761009.510.50146420105211 51/4133801331751613.60197630178521 85/821919019021911～121.3使用要求1.3.1方钻杆使用时，上、下端应加配保护接头；1.3.2方钻杆垂直度应小于2mm/根，不允许有扭曲、弯曲现象；1.3.3方钻杆本体长度内不得有微裂纹、表面疤痕等缺陷；1.3.4方补心内方尺寸与方钻杆对方尺寸配套，允许偏差士2mm，超过时应更换或补焊补心内方，以弥补内方尺寸不足，减小方钻杆的磨损；1.3.5方钻杆不用时应插入鼠洞内，不得斜放在钻台与地面之间，以免弄弯方钻杆；1.3.6长时间停用方钻杆，应将其支垫起做好清洁防腐工作；1.3.7方钻杆搬运时，应用专用方钻杆保护管，以免闪、顿弯方钻杆；1.3.8定期无损探伤检测方钻杆；1.3.9方钻杆与补心之间应随时加注润滑剂，以冷却润滑。
岩心地质钻探规范
岩心地质钻探规范总则一、本规程主要是对固体矿产岩心钻探的各项生产活动作出的规定，不包括水文地质钻探、工程地质钻探以及油、气钻探等内容。
二、本规程主要以原国家计委地质局一九七二年颁发的《岩心钻探规程(试行)》、一九七七年国家地质总局颁发的《金刚石岩心钻探操作规程》和一九七九年颁发的《金刚石绳索取心钻进操作规程》为基础，并总结了近些年来在生产实践中的新经验、新方法和新技术、经补充、修订而成的。
三、本规程是岩心钻探设计、施工、管理、检验等项工作的重要依据和准则，各地质勘探的现场操作人员、科研设计人员和技术、行政管理人员都必须严格遵守和执行。
四、本规程各条款，是对岩心钻探作出的一般性和原则性的规定要求。
在贯彻执行本规程时，各局、队可因地制宜地制订实施细则和补充规定。
五、本规程规定的各项钻探工程质量指标，是一般情况下应达到的要求。
当工作矿区因处于不同普查勘探阶段而需要有不同要求或因采用新技术、新方法而改变上述要求时，应根据需要与可能的原则，由地质和探矿部门共同商定，在地质设计(或合同)中提出具体要求，按部有关设计审批的规定报批，经批准后实施。
钻孔质量等级的划分按部计划司制订的“地质工作主要统计指标解释”中有关规定执行。
六、本规程自颁发之日起正式实行，原同类规程即行作废，其它有关规定与本规程有不符之处，以本规程为准。
七、本规程的解释和修改权属地质矿产部。
一章钻进方法、钻孔结构及钻探设备的合理选择第一节钻进方法的选择第一条按与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类1.按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为：(1)软--可钻性1～3级；(2)中硬--可钻性4～6级；(3)硬--可钻性7～9级；(4)坚硬--可钻性10～12级。
2.按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性.中研磨性.强研磨性。
3.按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。
第二条应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，来选择磨料和钻进方法。
三棱钻杆焊缝区断裂分析及解决措施
（ ５ ） 焊趾处 光 滑过渡 到母 体 ， 减 少应 力集 中。
３ ． ５ 焊 接 过 程 的 控 制
焊缝 及热 影 响 区粗 晶 区的 晶粒组织 与加 热温 度 和线能 量相关 。加热 温 度 过 高 ， 在 高 温处 停 留时 间 过长 ， 线 能量 过大 ， 都将 导 致 晶粒 粗化 严 重 ， 粗 晶组 织 脆性 变大 。因此 ， 必 须控 制 加 热 温 度 和 焊接 线 能 量， 适 当 降低 加热 温度 和线 能量 ， 缩 短在 高温处 的停
２ ４
肖 丽辉 等： 三棱钴杆焊缝区断裂分析及解决措施
第１ ４ 卷 第５ 期
等情况 ， 降低了焊接处的强度 。 （ ３ ） 焊缝 结构 不合 理 。 由于应 力集 中 ， 造成 焊接
处 出现 裂纹 和未 焊透等 缺 陷 。
３ 解 决措 施
道焊接 能起 到预 热 的作 用 ， 减少 焊 缝 及 热 影 响 区 的
３ ． ２ 三棱 钻杆 焊接后 热 处理
留时间， 使焊缝区获得细小 晶粒组织 ， 提高焊接处的
韧性 。
４ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结论
在松 软 煤 层钻 孔 施 工 中 ， 三棱 钻 杆 易 断裂 的缺 陷 限制 了其推 广 应 用 。在 以后 的研 究 中 ， 还 需 不 断
通过 金 相 分析 可 知 ， 三 棱钻 杆 焊 缝 区 晶粒 及 显 微 组织 十 分粗 大 ， 还 存 在 着 不 同 程度 的 内应 力 及 热 裂纹 ， 其组 织 和性 能 都 难 以 达 到要 求 。为 改 善 焊 接 区 的性 能 ， 必须 对焊 缝采 取及 时 的保 温 和 回火工 艺 。
Ｅ ８ ］ 田东庄． 矿用高强度钻 杆关键制 造工艺技 术分析 Ｅ Ｊ Ｉ ．
钻杆简介演示
钻杆类型与特点
类型
根据不同的使用需求和地质条件，钻杆可分为多种类型，如加重钻杆、螺旋钻 杆、地质钻杆等。
特点
不同类型的钻杆具有不同的特点和使用范围，如加重钻杆具有较高的抗拉强度 和刚度，适用于深井钻探；螺旋钻杆则具有较好的扭矩传递效率和排屑能力， 适用于软地层钻探。
钻杆材料与制造工艺
材料
钻杆的主要材料包括钢材、合金钢、不锈钢等，根据不同的使用需求和地质条件 选择合适的材料。
开发等。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展 ，钻杆的市场需求将会不断增加。同时 ，随着环保意识的提高和能源结构的调 整，清洁能源领域对钻杆的需求也将逐
渐增加。
未来，随着技术的不断进步和创新，钻 杆的性能和效率将不断提高，应用领域 也将不断拓展，为各行业的发展提供更
好的支持和服务。
05
钻杆技术发展趋势与挑战
钻杆简介演示
汇报人： 日期:
目录
• 钻杆概述 • 钻杆结构与组成 • 钻杆性能参数与评价标准 • 钻杆应用领域与市场需求 • 钻杆技术发展趋势与挑战 • 未来发展趋势预测与展望
01
钻杆概述
定义与作用
定义
钻杆是石油、天然气等钻探过程 中使用的关键工具，用于传递扭 矩、承受拉压等作用。
作用
钻杆是钻井过程中的重要组成部 分，其作用包括传递扭矩、承受 拉压、输送钻井液等，以确保钻 探过程的顺利进行。
技术创新推动产业发展展望
钻杆制造技术不断创新
随着科技的不断进步，钻杆制造技术也在不 断创新，新型材料、新工艺、新技术的应用 将进一步提高钻杆的性能和质量，满足不断 增长的市场需求。
智能化和自动化程度不断 提高
未来，钻杆制造将更加注重智能化和自动化 技术的应用，通过引入先进的机器人技术、 自动化生产线等，提高生产效率和质量，降
井下落物打捞工具的使用
井下落物打捞在油水井生产过程中，由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡。
各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产，严重时可造成停产。
因此，需要针对不同类型的井下落物，选用相应的打捞工具，捞出井下落物，恢复油水井正常生产。
一、打捞基本原则打捞井下落物时要遵循以下原则：1、打捞过程中要确保油、水层不受二次污染与破坏。
2、不损坏井身结构(套管与水泥环)。
3、处理事故过程中必须使事故越处理越容易，而不能越处理越复杂。
二、打捞作业分类㈠按落物种类进行划分根据井下落物的种类可将打捞作业分成四类：1、管类落物打捞，如对油管、钻杆、封隔器、工具等打捞。
2、杆类落物打捞，如对(断脱的)抽油杆、测试仪器、加重杆等打捞。
3、绳类落物打捞，如对录井钢丝、电缆等打捞。
4、小件落物打捞，如对铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和阀球、牙轮等打捞。
㈡按打捞作业的难易程度划分这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法，分为简单打捞和复杂打捞两种。
这种划分方法便于施工准备和制定施工措施。
（1）简单打捞的划分界限是：凡掉入井内的管类、封隔器和绳类等，没有卡钻遇阻等复杂情况，一般作业队的设备及技术力量能够解除的故障，并且不需要采用转盘倒扣、套铣、磨铣等工艺的作业。
在采油、注水、修井过程中掉人井内的铅锤、刮蜡片、压力计、钢丝和钢丝绳等，或在修井过程中没有按操作规程办事，造成的修井工具、管类、绳类掉人井中，或钻具(管柱)、封隔器被卡断落在井内，用简单提拉、震击解卡可以解除的，均属于简单打捞。
（2）复杂打捞的划分界限是：凡掉人井内或卡在井内的管类、封隔器和绳类等，一般作业队设备及技术力量无法处理，须使用倒扣、套铣、钻磨及爆炸措施处理才能恢复正常生产的作业过程。
三、井下落物打捞（一）打捞施工前应考虑的几个问题1.落实井况。
①了解被打捞井的地质、钻井、采油资料，搞清井身结构，套管完好情况，井下有无早期落②搞清落井原因，分析落井后有无变形可能及井下卡、埋等情况。
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地质合金三角钻杆
产品特点
本系列产品系我公司近期与科研单位共同开发的专利产品（专利号为：201020122744.8/201120359764.1）。
三棱钻杆全称为三棱圆弧凸棱型瓦斯抽放钻杆，根据接头连接形式分为锥螺纹型，高压螺纹密封型和三棱插接型。
本产品采用优质合金钢管为钻杆杆体，两端接头采用优质42Crmo中碳合金钢为材料，经高压处理成型，真空调质处理。
采用国际先进的过盈焊接装配生产工艺制造而成，避免了因不能使用摩擦焊工艺焊接造成的的质量隐患，与同类产品相比大大提高了产品的机械性能和适应复杂地质条件深孔钻探的能力。
本系列产品已成为松软地质条件下和松软煤层深孔钻探的首选类型。
相关参数
序号
规格型号mm 接头形式连接形式
建议钻
孔深度
理论
扭矩
N.m 钻杆直
径
长度
1 Ф50 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～100m 3500
2 Ф6
3 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～120m 5200
3 Ф73 800～1500 锥螺纹子母螺纹
连接
50～180m 6500
4 Ф73 800～1500 高压螺纹
密封子母螺纹
连接
50～180m 6500
5 Ф73 800～1500 三棱插接四方连接50～250m 7500
产品说明
1、三棱钻杆需进行定期保养维护确定保养周期，定期进行防锈防尘处理。
2、三棱钻杆的使用需在钻机的额定钻距内，根据钻距的技术参数型号采用相配的钻杆。
3、三棱钻杆采用矿用地质类专用地质钻探管与其相配的接头摩擦焊接而成，所以其具有很好的随动性和较高的抗拉强度，可以适应在常规钻探和排放瓦斯用。
在硬岩层、煤层或其他特殊环境作业时，需根据钻杆实际材质物理性能和参数确定其钻进深度等。
4、三棱钻杆与钻头配套使用时，通常情况下钻头应大于钻杆直径，在钻进过程中应时刻注意钻机和钻杆的状况。
如出现卡钻、暴死等现象，应立即停钻或回钻后缓慢钻进保证钻杆不弯曲扁形。
5、三棱钻杆在通风或通水时，钻进时应确定钻杆为紧密连接。
钻杆有密封件时，如O型密封圈等要注意密封件的使用
情况，在出现破损、腐蚀等现象时，要及时更换密封件。
钻进完成后，对密封件做保养清理工作。
6、三棱钻杆钻进时应手动轻轻旋紧，保证紧密配合（螺纹类），不可用钻机直接上钻，防止对钻杆造成损害。
7、若钻杆使用后弯曲度超过标准要求或螺纹损害等造成无法正常作业的应及时做报废处理或回厂返修。
8、根据标准要求，应保证钻杆的钻进深度复合地质钻探相关要求防止钻杆因钻进深度达到钻杆使用极限，发生脱落现象的发生。
9、在酸碱地区工作时，需注意对钻杆的腐蚀作用。
在完成钻进时，应及时用清水清理杆体表面去除腐蚀层。
10、三棱钻杆需在干燥处存放，底部应多点支撑，长期储存时应对钻杆定期维护保养。
11、钻杆不得做重尾堆放的支撑平台，不得将钻杆随意放置在碎石、煤堆下或散乱堆放。
12、三棱钻杆保养除锈/尘清理后应扣上防护帽或装箱封存保证钻杆常用常新。