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工程钻探与取样技术:钻杆柱结构详解

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)主动钻杆主动钻杆位于钻杆柱的最上部,由钻机立轴或动力头的卡盘夹持,或由转盘内非圆形卡套带动回转,向其下端连接的孔内钻杆传递回转力矩和轴向力。钻铤直径大于钻杆,位于钻杆柱的最下部,其主要特点是壁厚大,具有较大的质量、强度和刚度。

工程钻探与取样技术:钻杆柱结构详解

1)主动钻杆

主动钻杆(又称机上钻杆)位于钻杆柱的最上部,由钻机立轴或动力头的卡盘夹持,或由转盘内非圆形卡套带动回转,向其下端连接的孔内钻杆传递回转力矩和轴向力。主动钻杆上端连接水龙头,以便向孔内输送冲洗液。主动钻杆的断面尺寸大,便于卡盘夹持回转,不易变曲,其断面形状有圆形、两方、四方、六方和双键槽形。主动钻杆的长度应比钻杆的定尺长度与回转器通孔长度之和略长一些,常用的有4.5m或6m。

2)钻铤

在大口径钻进中常用到钻铤。钻铤直径大于钻杆,位于钻杆柱的最下部,其主要特点是壁厚大(相当于钻杆壁厚的4~6倍),具有较大的质量、强度和刚度

钻铤的主要作用是:①给钻头施加钻压;②保证复杂应力条件下的必要强度;③减轻钻头的振动,使其工作平稳;④控制孔斜。

3)钻杆的连接方式

(1)内丝钻杆。用接头连接的内丝钻杆两端内壁车有扁梯形螺纹。我国金刚石岩心钻探(非绳索取心)均采用内丝钻杆螺纹连接,这是金刚石钻进的特点所决定的,因为金刚石钻进孔径小、转速高,必须使钻杆外径和孔壁之间环状间隙很小,因此要求整个钻杆柱的外表面基本是平滑一致的,从而决定了其只能用内丝钻杆连接方式。

(2)外丝钻杆。用接箍连接的外丝钻杆两端管壁有内、外加厚,并车有带锥度的三角螺纹。接箍外径较钻杆大,可减少钻杆磨损和其在孔内的弯曲程度,但却占用较大的钻杆外环状间隙。在合金和钻粒钻进中,基本是采用外丝钻杆。

(3)用焊接接头连接。这种钻杆两端与钻杆接头之间用焊接的方法连接起来,接头之间再用螺纹连接。在水井、地热井钻进中常采用烘装焊接连接方式的钻杆,在金刚石绳索取心钻进中则采用对焊连接方式的钻杆。(www.xing528.com)

为减少升降工序中拧卸钻杆的次数与时间,由2~4根钻杆连接成立根,一次升降一个立根,在钻孔过程中不再卸开。为了便于拧卸,立根之间用两个一组的公母锁接头连接(图5-1),其外径与接箍相同。为了升降钻具拧卸与挂提引器方便,公母锁接头上均开有方切口。公母锁接头间的连接螺纹锥度大、螺距大,自动对中好,拧卸省力又省时。

图5-1 钻杆的连接方式

1—内丝钻杆;2—外丝钻杆;3—公锁接头;
4—母锁接头;5—接箍;6—钻杆

对于内丝钻杆,立根间也用公母锁接头,但其螺纹为扁梯形、无锥度。公锁接头还用于内丝钻杆间的连接(图5-1)。

常用的普通钻杆及其连接的规格见表5-5,用于大口径工程施工孔的钻杆可查阅石油钻杆规范,而金刚石岩心钻探用的钻杆的规格可查阅GB 3423—82。

表5-5 普通钻杆及其连接的主要规格(YB235-70)

注:除单独说明者外,单位均为mm。

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