钻杆

尾部带有螺纹的钢管

钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类。连接次序为方钻杆（1根)+钻杆(n根，由井深决定）+加重钻杆（n根，由钻具组合设计决定）。详细介绍了钻杆的分类、钻杆接头、钻杆规格以及钻杆的钢级与强度。

基本概念

钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。

钻柱的基本作用是：

(1)起下钻头；

(2)施加钻压；

(3)传递动力；

(4)输送钻井液；

(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。

API标准的E75到S135钢级，外径从2 3/8″到6 5/8″的系列石油钻杆以及具有高抗扭性能的双台肩接头钻杆和用于含硫油井的特殊钢级的BNK C95S钻杆。主要适用于油气勘探开发过程中的深井、水平井和大位移井的施工中。

主要特征

钻杆是尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。

光管和原钢管材在经过多次加工步骤后被制成钻杆。首先，通过钢管加厚工序的处理，光管外表面向内弯，钢管管壁加厚。下一步，进行螺纹加工并镀上能够增加强度的铜。然后进行非破坏性质量控制检验，随后进行钢管管体接头的焊接。而后，管体会经历焊接热处理和焊接最终处理，以消除焊接残余应力。在对成品钻杆进行渡漆和包装前要对钢管成品进行其他的一些检测，包括硬度测试，压力测试和非破坏性测试。

钻杆的长度一般在九米左右。

分类简介

钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类。连接次序为方钻杆（1根)+钻杆(n根，由井深决定）+加重钻杆（n根，由钻具组合设计决定）。

方钻杆

方钻杆位于钻柱的最上端，有四方和六方两种。

作用

①钻进时，方钻杆与补心、转盘补心配合，将地面旋转扭矩传递给钻杆，以带动钻柱和钻头旋转；

②承受钻柱的全部重量；

③钻井液循环的通道。

结构

方钻杆由上下接头和管体部分组成。管体部分为四方或六方两种结构（石油钻井大多为四方结构）；上接头为上接头为左旋母螺纹（反扣），与水龙头连接，在旋转过程中左旋母螺纹防止倒扣；下接头为右旋公螺纹，与钻杆连接。工作时，方钻杆上端始终处于转盘面以上，下部则处于转盘面以下。

钻杆

作用

钻杆是钻柱的基本组成部分。其主要作用是传递扭矩和输送钻井液，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此，钻杆在石油钻井中占有十分重要的地位。

结构

钻杆结构钻杆由无逢钢管制成，壁厚一般为9～11mm；由钻杆管体与钻杆接头两部分组成管体与接头用摩擦焊对焊在一起。

加重钻杆

加重钻杆类似石油钻杆，也是一种空心的钢柱，长度为10米左右。但单根重量比石油钻杆要重，壁厚是钻杆的2～3倍，加重钻杆接在钻杆和钻铤之间，目的是防止因钻具串截面变化时的疲劳破坏，用它还可代替一部分钻铤的作用，但其悬吊简单，起下钻操作方便，可节省起下钻时间。

接头分类

钻杆接头分类

钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，连接在钻杆管体的两端。为增强接头的连接强度，在接头部位需要增加管体的壁厚，按加厚的方式可分为：内加厚、外加厚、内外加厚三种形式。接头上车有螺纹（粗扣），用以连接各单根钻杆钻杆接头螺纹为带有密封台肩的锥管螺纹，台肩面旋紧起到密封作用，螺纹只起连接作用。加厚方式不同，对应的接头的螺纹扣型也不同。

按照螺纹扣型钻杆接头分为四种类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）；数字（NC）。

扣连接条件

扣连接必须满足的三个条件：

①尺寸相等；

②丝扣类型相同；

③公母扣相匹配。

钻杆接头的扣型

内平式：主要用于外加厚钻杆。其特点是钻杆通体内径相同，钻井液流动阻力小；但外径较大，容易磨损。　贯眼式：主要用于内外加厚钻杆。其特点是钻杆有两个内径，钻井液流动阻力大于内平式，但其外径小于正规式。正规式：主要用于内加厚钻杆及钻头、打捞工具。其特点是接头内径加厚处内径小于管体内径，钻井液流动阻力大，在三种扣型中相对流动阻力最大，但外径最小，强度较大。上述三种类型接头均采用V型螺纹，但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。

数字型（NC）系列接头是美国国家标准粗牙螺纹系列。现已被API采纳为国际标准。NC螺纹也为V型螺纹，有些NC型接头与旧API标准接头有相同的节圆直径、锥度、螺距和螺纹长度，可以互换使用。

石油钻杆接头大多采用外加厚或内外加厚形式，钻杆接头外径大于管体外径，在钻井过程中与井壁或套管不断的接触摩擦，产生磨损，为避免接头磨损造成断钻杆、脱扣等钻井事故，必须在钻杆母接头上设有钻杆接头防磨带。

规格分类

根据美国石油学会（American Petroleum Institute）（简称API）的规定，钻杆按长度（L）分为三类：第一类:5.486一6.706m(18一22ft);第二类（常用）:8.230-9.144m(27-30ft);第三类:11.582一13.716m(38一45ft)。钻杆也可按外径尺寸分类。常用钻杆的尺寸（D）：88.9，114.3，127mm（习惯上用英制尺寸表示：3 1/2″4 ½″5″）三种。

钢级强度

钻杆的钢级是指钻杆钢材的等级，它由钻杆钢材的屈服强度决定。API（美国石油学会）将钻杆钢材等级分为五级：D、E、95(X)、105(G)、135(S)。钻杆钢级越高，管材的屈服强度越大，钻杆的各种强度也就越大。在钻柱的强度设计中，推荐采用提高钢级的方法来提高钻柱的强度，而不采用增加璧厚的方法。

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