定向井、水平井专用工具.doc

1 第章定向井、水平井专用工具第一节定向接头一、定向接头类别目前国内常用的定向接头有两种:定向直接头和定向弯接头,定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进,而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点,目前使用较为普遍。二、技术规格定向弯接头规格表表 1-1 外径( mm) 内径( mm) 连接螺纹弯曲角度(°) 长度(mm) 备注母扣公扣 80 630 531 760 衬套内径 50 mm 70 4A 10 431 500 衬套内径 50 mm 57 310 331 450 衬套内径 35mm 三、基本结构 1 、直接头的基本结构,包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉,如图 1-1 所示: 图 1-12 2 .定向弯接头的基本结构,包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图 1-2 所示: 定向弯接头结构示意图固定螺钉定向键循环套接头体上扶正体定向键套定向键定位螺钉下扶正体弯头图 1-2 弯接头弯曲度数的计算公式: α=(a-b)/d 式中: α——弯曲角度(o) a ——长边长度( mm) b ——短边长度( mm) d ——外径( mm) 四、弯接头性能不同螺杆钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表 1-2 定向弯接头弯曲角度 95 mm 钻具 127 mm 钻具 165 mm 钻具 197 mm 钻具 244 mm 钻具钻头直径 mm 造斜率° /30 m 钻头直径 mm 造斜率° /30 m 钻头直径 mm 造斜率° /30 m 钻头直径 mm 造斜率° /30 m 钻头直径 mm 造斜率° /30 m 1 114 152 222 251 337 2 1 121 171 200 270 388 2 1 149 200 270 311 445 2 3 第二节无磁钻铤一、作用由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时, 感应的是井眼的大地磁场, 因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中,钻具往往具有磁性,具有磁场,影响磁性测量仪器,不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据,利用无磁钻铤可实施无磁环境,并且具有钻井中钻铤的特性。国外已有相当数量的无磁钻铤产品于 199 0 年列入 AP I 标准。我国根据国外产品和产品样本制订了 SY /T 5145-86 《无磁钻铤》标准。二、工作原理无磁钻铤工作原理如图 2-1 所示: 无磁钻铤的作用原理示意图 2-1 注: ①地磁场线; ②磁性测量仪; ③钢钻铤; ④干扰磁场线; ⑤钻头接头; ⑥无磁钻铤无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响,因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境,保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。三、无磁钻铤材料 1 、蒙乃尔合金(1) 、化学成分及机械性能见表 2-1表 2-1 化学成分(重量%) 机械性能碳锰镍硅铜钛铝抗张强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率(%) 布氏硬度导磁率 1034 . 48 786 . 21- 834 . 48 20 300 ≤1 .01 (2) 、蒙乃尔合金的特点蒙乃尔合金虽然具有不易腐蚀的优点,但是由于镍含量高而存在以下缺点: a. 价格昂贵。 b. 易磨损。 2 、铬- 镍合金这种合金钢约含 18% 的铬和镍。易于塑性变形导致螺纹过早损坏,特别对需要上紧扭矩高的大钻铤更为不利。其化学成分见表 2-2 。4 非磁性铁合金化学成分表 2-2 合金名称化学成分(重量%) 碳硅硫磷氮铬镍钼锰钛铬镍合金 0 .06 ≤1 15-18 13-15 -3 2 铬镍锰合金 0 .5 14-16 10-12 10-12 铬锰合金≤ - 11-1