Ⅰ、岩心钻探钻具等---2

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1、Ⅰ、岩心钻探钻具一、岩心钻具的组成二、钻杆柱与钻杆三、钻杆柱在孔内工作状态四、钻具的基本结构五、套管六、钻杆钻具相关标准一、钻杆柱的组成为了获取岩芯，常规的钻具必须以回转运动的方式钻进。一套回转钻进岩芯钻具是由钻头、岩芯管、异径接头、钻杆柱、连接接头和水龙头等组成，如图1.2-1所示。为了提取岩芯或更换钻头，需要把钻具按一定的长度拧卸开，并由孔内提出。在进行升降工序中，须使用各种钳子、提引器及垫叉，如图1.2-1中所示。由于地层不同，可能使用不同的钻头钻进，这样，钻具的结构有一定的区别。钻头：钻头体内有锥面，用以安装岩心提断器或投放卡料，以便卡断岩芯。岩

2、芯管：在钻进时容纳岩芯，同时也承受和传递钻压和扭力，带动钻头工作；岩芯管的长度限制了回次进尺的长度。异径接头：是用来连接岩芯管和钻杆柱的。它有铣刀接头和三径接头两种，铣刀式异径接头用于不需装配取粉管时，其铣刀可用以破碎孔壁掉下来的岩块，以防止卡钻；三径异径接头上有左旋螺纹，用以连接取粉管。二、钻杆柱与钻杆（重点讲钻杆变化）1、钻杆柱的作用与结构在钻探工作中，钻杆柱从地表把钻机的动作和动力传递给井底的钻头，钻头在井底破碎岩石、连续给进以及其他一切工作全取决于钻杆柱的工作性能。钻杆柱在传动工作系统中是一个特殊的，细长比特大的、在井筒特定条件下工作的传动杆件。

3、同时它又是洗井液冲洗井底和冷却钻头必需的液流通道。杆内承受着高压、杆外承受着磨损。虽然钻杆柱在结构上较为简单，实际上它承受着复杂的外力，且处于失稳状态，工作负担是十分沉重的。所以钻杆柱是钻探工作的一个关键组件和重要环节。实践表明，钻探的工作效率和安全生产都取决于钻杆柱的可靠性。在某些特殊钻进方法中，钻杆柱还作为输送岩芯或岩芯提取器的通道，或作为更换井底钻头的通道。因此，还要求钻杆柱必须具有光滑而平整的内孔。在许多情况下，钻杆柱还起着辅助作用：投送卡取岩芯的卡料．输送测斜仪器以及输送堵漏材料等。钻杆柱的连接与立根：图2钻探用钻杆连接方式(a)－平接头连接的

4、钻杆；(b)－锁接头连接的钻杆；(c)－焊接锁接头连接的钻杆1－钻杆；2－平接头或接箍；3－锁接头的锥体；4－锁接头的接手长期以来，钻杆柱都是采用螺纹连接的方式。螺纹连接必须用公母螺扣对接，因而大大削弱了管壁，螺纹部分成为钻杆柱中最薄弱的部位。虽然采取了加厚螺纹部位管壁等办法，还是常在螺纹根部发生断钻杆的事故。采用绳索取芯钻进方法后，提钻与下钻的次数大大减少，不仅降低了钻杆柱的磨损，更重要的是减少连接螺纹的磨损，减少了断钻杆的事故发生。钻杆材质——传统、新型。结构——加厚螺纹形式——扣高、螺距、齿形、头数。加工质量——热处理、高精度、形位公差。合理使用—

5、—拧卸、润滑。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。螺纹：最关键的参数拉、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，形位公差老标准钻杆强度分析对比某厂加强钻杆技术参数

6、无锡钻探工具厂绳索钻杆钻进深度S75：2009年新疆有色地勘局哈密黄山铜矿1550米（S75A）福建煤田121队曲靖煤田1560米(S75A)辽宁冶金402队鞍山铁矿2183米(CNH)河北承德四队钒铁矿2011米(CNH)安徽地矿325队涡阳铁矿1980米(CNH)S95：2009年福建煤田121队曲靖煤田1390米（S95A）云南煤田143队云南昭通1280米（S95A）安徽地矿325队涡阳铁矿1480米（CHH）安徽地矿313队霍邱铁矿1250米（CHH）2、钻杆柱材质与要求：常规的钻杆是由不同成分的合金无缝钢管制成。表2钻杆钢管的力学性能钢级屈服

7、点σS，MPa抗拉强度σP，MPa延伸率δS，%不小于DZ4040065014DZ5050070012DZ5555075012DZ6060078012DZ6565080012DZ7575085010为了保证钻杆质量，扎制的钢管必须经正火和回火处理，或经调质处理；镦厚钻杆，车制连接螺纹；钻杆接头；连接螺纹的要求与标准；采用铝合金钻杆；加重钻杆或钻铤。现在许多国家在地质勘探钻进中已经采用铝合金钻杆。使用铝合金钻杆可以减小整个钻杆柱的质量，可以减小回转钻杆柱所消耗的功率，可以减小提升钻杆柱消耗的功率，所以在同样的条件下可以增大钻机的可钻深度，可以提高转速而使机

8、械钻速提高到1.3～1.5倍,同样可以减少升降钻柱的时间。图3俄罗斯用的铝合金钻