八、鉆具組合(drill assembly)

鉆具是連通地面和井下的樞紐。在轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)，靠鉆柱來傳遞破碎巖石所需的能量，給井底施加鉆壓，以及定井內(nèi)輸送鉆井液等。在使用井下動力鉆具鉆井時(shí),它承受井下動力鉆具的反扭距，同時(shí)給井下動力鉆具輸送液體能量。

鉆具由不同的部件構(gòu)成，他的組成隨著鉆井條件和方法的不同而有所區(qū)別。

基本組成部件有：方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、鉆桿穩(wěn)定器及轉(zhuǎn)換接頭等。隨著鉆井優(yōu)良工藝的不斷發(fā)展，對鉆柱的結(jié)構(gòu)和性能要求越來越高，必須選擇可靠性的鉆柱。

常用的下部鉆具組合:

1、 滿眼鉆具組合(packed hole assembly)

所謂滿眼鉆具組合是指鉆頭上部的一段鉆柱與井眼直徑相等或者具有較小的間隙的鉆柱組合。通常采用滿眼鉆柱組合有一下兩種：

· 1) 鉆具穩(wěn)定器組成的滿眼鉆具

一般由鉆具穩(wěn)定器組成的滿眼鉆具是用兩個到三個鉆具穩(wěn)定器。鉆具穩(wěn)定器與井壁之間的間隙與滿眼鉆具組合的使用效果關(guān)系甚為重要，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，一般這一間隙越小越好，尤其是近鉆頭鉆具穩(wěn)定器和中鉆具穩(wěn)定器，與井壁間的實(shí)際間隙過大往往導(dǎo)致滿眼鉆具組合實(shí)效。

· 2) 塔式防斜鉆具

所謂塔式鉆具是利用不同尺寸的圓鉆鋌組成的滿眼防斜鉆具。這種鉆具下部采用較大尺寸的鉆鋌，由下而上其尺寸逐漸減小，狀如寶塔，故稱塔式鉆具

2、 鐘擺鉆具組合(pendulum drill assembly)

在傾斜井段中，切點(diǎn)以下鉆柱重量所產(chǎn)生減斜力，有促使鉆頭向鉛直方向鉆進(jìn)的趨勢，很像鐘擺的運(yùn)動，利用這種原理組成的鉆具成為鐘擺鉆具，鐘擺鉆具有一下三種形式：

· 1) 光鉆鋌(slick assembly)鐘擺鉆具組合

· 2) 單鉆具穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合

· 3) 多穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合

3、 鐘擺-滿眼鉆具組合(pendulum drill-packed hole assembly)

滿眼鉆具接在鐘擺鉆具之上，即組成鐘擺-滿眼鉆具組合方式。

塔里木油田輪南井身結(jié)構(gòu)鉆具組合:

· 一開滿眼鉆具組合(packed hole assembly during first spud-in)

12 1/4"鉆頭+12 1/4"井底扶正器+8"螺旋鉆鋌+12 1/4"鉆柱型扶正器+8"螺旋鉆鋌"+8"隨鉆+8"螺旋鉆鋌+NC公*NC50母接頭+5"加重鉆桿+5"鉆桿"+NC50公*NC50母保護(hù)接頭+NC50公接頭*520旋塞+5 1/4"方鉆桿(自下而上)

· 二開鐘擺鉆具組合(pendulun drill assembly during second spud-in)

8"鉆頭+430*4A10接頭+6 1/4"螺旋鉆鋌+8 1/2"扶正器+6 1/4"螺旋鉆鋌+8 1/2"扶正器+6 1/4"螺旋鉆鋌+6 1/4"隨鉆+6 1/4"螺旋鉆鋌+5"加重鉆桿+5"鉆桿+5 1/4"方鉆桿(自下而上)

塔里木油田山前井鉆具組合

· 一開滿眼鉆具組合(packed hole assembly during first spud-in)

26"鉆頭+26"扶正器+9"螺旋鉆鋌+16"扶正器+9"螺旋鉆鋌+16"扶正器+接頭+8"螺旋鉆鋌+8"隨鉆+8"螺旋鉆鋌+接頭+5"加重鉆桿+5"鉆桿+接頭+下旋塞+5 1/4"方鉆桿

· 二開滿眼鉆具組合(packed hole assembly during second spud-in)

16"鉆頭+16"扶正器+9"螺旋鉆鋌+16"扶正器+9"螺旋鉆鋌+16"扶正器+接頭+8"螺旋鉆鋌+8"隨鉆+8"螺旋鉆鋌+接頭+5"加重鉆桿+5"鉆桿+接頭+下旋塞+5 1/4"方鉆桿

· 三開滿眼鉆具組合(packed hole assembly during third spud-in)

· 四開鐘擺鉆具組合(pendulum tool assembly during fourth spud-in)

· 五開鐘擺鉆具組合(pendulum tool assembly during fifth spud-in)

九、鉆柱工作狀態(tài)

在鉆井過程中，鉆柱是在起下鉆和正常鉆進(jìn)兩種工序中交替工作的。在起下鉆時(shí)，鉆柱處于受拉狀態(tài);而在鉆進(jìn)時(shí)狀態(tài)比較復(fù)雜，處于受拉、壓、扭等狀態(tài)。在轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱的工作狀態(tài)和受力尤其復(fù)雜，鉆柱好似一根細(xì)長的旋轉(zhuǎn)軸。在部分自重產(chǎn)生的軸向壓力作用下，下部鉆柱不穩(wěn)定而呈彎曲狀態(tài)，由于受到井眼的限制，可產(chǎn)生多次彎曲;上部鉆柱由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用也不保持直線狀態(tài)，再加上扭距的作用，整個鉆柱呈一個近似螺旋曲線的形式進(jìn)行著復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。