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水井钻机钻杆的种类——金锐钻具

水井钻机使用钻杆可分为常规钻杆和特殊钻杆(如双壁钻杆等)两大类。由于风动潜孔锤钻进使用的循环介质(压缩空气)压力相对较低,钻具转速较慢、所需钻头压力较小,钻杆承受的扭矩也不大。因此对钻杆的要求相对地降低了。选用钻杆时所考虑的因素,主要是在连接方式上要求具有一定的紧密性,在钻杆规格上要确保循环介质有较高的上返速度。为有效地清除孔内岩屑。液体介质的上返速度,一般要求在0.6-1.2 m/s,而气体介质上返速度不得小于15m/s,最好在22m/s以上。

一、常规钻杆

常规钻杆图片

水井钻机进行潜孔锤钻进时,若为正循环钻进,一般则使用标准的常规地质钻杆或石油钻杆。在钻杆连接上,为了避免在接头处漏气,故要求在连接后能保持密封。在钻杆的强度方面,因使用潜孔锤钻进施加孔底的压力较牙轮钻头或硬合金环状钻头为小,故钻杆承受的扭矩也小,常规钻杆均能满足要求。为了减少钻杆内的气流阻力,多采用内平钻杆。

常规石油钻杆用的接头,接头形式有三种,即正规接头、贯眼接头、内平接头。

正规接头,接头内径小于内加厚钻杆和外加厚钻杆的内径,泥浆流过时阻力较大,但强度比其他类型接头高,代表符号REG。  

贯眼接头,接头内径和钻杆内加厚处内径相近似,泥浆流过时阻力不大,流速没有明显变化,代表符号FH。

内平接头.接头内径和外加厚钻杆内径相近似,泥浆流过时阻力最小、因此多用于小钻杆。在涡轮钻井中,为使水马力得到充分利用,也多用内平式接头,代表符号IF。

二、双壁钻杆

双壁钻杆图片

在20世纪60年代初,关国沃尔克尼公司率先研制成功双壁钻杆钻进技术。其双壁钻杆,外径为60一340mm,用于气举反循环钻进、气举正循环泥浆钻进、反循环连续取样或连续取心钻进、潜孔锤钻进及直径0.8.-6.1m的超大口径钻进。双壁钻杆钻进可连续取得百分之百的地层样品(连续岩芯或岩屑)。此技术所解决的实质问题,主要是提高钻进循环介质上返速度和保护井璧。双壁钻杆还有若干非钻进用途、如用作近海油气开采的隔水导管、油井气举管、用于油井内砂子及其他碎屑的气举处理、浆液气举(包括煤泥和其他矿泥的气举)、地下立式储罐的快速空间防废液锈蚀处理,以及管道抽送剧毒、易燃或其他危险液体等。

气动水井钻机可采用双壁钻杆、以反循环的方式更及时地清除孔底岩屑,既能提高钻进效率,又能保护钻孔的孔壁。双壁钻杆是一种作钻柱用的内外同心固定的双层管子,外管管璧较厚,用以在钻进时传递扭矩和钻压;内管主要用来间隔钻柱中的下行气流与上返气流,使岩芯或岩屑由内管上返地表,受力不大,故管壁较薄。压缩空气沿内外管之间的环状间隙压向孔底,驱动潜孔锤,冷却钻头,清除孔底岩屑,并以高速连续地把岩屑或岩芯携带到地表。双壁钻杆一般均采用内平接头,气流阻力小。因为压缩空气是自内外管之间压入孔底然后经内管上返地表,可以避免循环介质对孔壁的冲蚀,上返岩屑也不致于和孔壁脱落物相混杂或中途落入钻孔缝隙等孔壁缺陷中去。

双壁钻杆钻进系统的主要优点在于循环介质的上返速度高,孔底岩屑清除及时,因而钻进效率高,比一般岩芯钻探可高十几倍。钻杆外管与孔壁间隙小,导向性好,比较容易保持钻孔的平直度。钻孔免受上返流体的冲刷,孔壁稳定。循环介质在管内循环、即使在裂隙、晶洞和节理发育地层钻进,循环介质漏失小,并保持循环不中断,便于控制孔内状态。由于钻进效率高,钻头寿命长,孔内事故发生概率小,施工质量高,所以,一般工程的成本可降低75%以上。


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