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钻杆的螺纹类型及分类

2015-12-10 11:10:51 qjjx 481

钻杆按其螺纹不同又可分为普通钻杆、方牙钻杆和加重钻杆等。普通钻杆是钻柱的主要组成部分,上面连着方牙钻杆,下面连着钻铤,其作用是传递扭矩,使钻头向下钻进,加深井眼。方牙钻杆位于钻柱的最上端,其主要作用是传递扭矩,工作是承受钻柱的重量,由驱动部分(正方形或六角形)、上部接头(左旋螺纹)、下部接头(右旋螺纹)组成,最常用的是正方形的方牙钻杆。加重钻杆是普通钻杆与钻铤之间的过渡钻柱段,它能有效地缓解钻铤与钻杆在结合中过渡段的应力集中,提供钻压并能有效地减少钻柱与井壁的连接面积及外径磨损率。

方牙钻杆  

随着牙轮钻进,空气潜孔锤钻进,气举反循环钻进等钻探技术的推广使用,API系列井内钻柱构件和井下工具也得到了越来越广泛的应用。尤其是连接钻柱构件的API系列钻具接头螺纹,更是起着不可或缺的作用。钻杆接头螺纹按被检测石油钻杆接头螺纹的型式可分为:数字型螺纹(NC)、内平型螺纹(IF)、贯眼型螺纹(FH)和正规型螺纹(RGE)。  

数字型(NC)螺纹以螺纹基面中径的英寸和十分之一英寸的数字值表示的螺纹。所有规格螺纹采用V-0.038R平顶圆底三角形牙型,这种牙型的特点是圆形牙底半径为0.038英寸(0.965mm)。数字型螺纹是API推荐优先使用的螺纹,该型螺纹按锥度可分为1:6和1:4两种型式,应用于方牙钻杆、钻杆、钻铤、钻具稳定器等钻井工具,在大庆油田NC50螺纹还用在钻头上。    

内平型(IF)接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆,形成钻杆接头内径、 管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径,钻井液流动阻力小,但外径较大,容易磨损。所有规格螺纹均采用V-0.065平顶平底三角形牙型,这种牙型为平牙底,牙顶较宽度为0.065英寸(1.651mm)。除5 1/2 IF外,其它规格螺纹因结构尺寸与相应的数字型螺纹完全相同,故具有互换性。但该型螺纹因其牙型结构易导致应力集中,故API已将其淘汰,其中包括4 1/2 IF和4 IF,取而代之的是NC50和NC46数字型螺纹。  

贯眼型(FH)钻杆接头螺纹连接内外加厚钻杆,形成钻杆接头内径和加厚端内径相等,而均小于钻杆管体内径的通径。该型螺纹的规格虽然为数不多,但却使用了V-0.065、V-0.050(牙底为圆弧,牙顶宽度为0.050英寸,1.27mm)和V-0.040(牙底为圆弧,牙顶宽度为0.040英寸,1.02mm)三种牙型,曾经被广泛用于水龙头、方牙钻杆、钻杆、钻铤和钻头等。现在除5 1/2 FH和6 5/8 FH两种使用V-0.050牙型、1:6锥度的大规格螺纹外,其余均在API淘汰螺纹之列。其中唯一使用V-0.065牙型的4 FH与内平型螺纹一样被数字型螺纹NC40所取代。  

正规型(RGE)钻杆接头螺纹曾用于连接内加厚钻杆,形成钻杆接头内径小于加厚内径,而钻杆加厚端内径又小于管体内径的通径。API设计正规型螺纹的主要目的是将其应用于钻头连接,由于钻头位于钻柱末端,在这里螺纹牙底的应力集中现象的存在与否无关紧要,因而API把它们所有规格全数保留下来。该型使用V-0.050和V-0.040牙型,在API SPEC 7第四十版中新增添了使用V-0.055(平牙底,牙顶宽度为0.055英寸,1.397mm)牙型的1REG和1 1/2 REG两种规格螺纹。

钻杆在市场上由于生产厂家的不同,分类也截然不同。以钱江机械生产的钻杆为例,主要分为麻花钻杆仿英钻杆肋骨钻杆等,其螺纹和长度根据客户需求定制。随着钻杆研发技术的提升,钻杆质量有了明显的提升,钻杆的价格也正在下跌,未来中国钻杆市场将会向一个科技化、管理化、质量化趋势发展。



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