一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油與天然氣鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工之中，隨著井深的增加和所鉆地層條件越來(lái)越復(fù)雜，API鉆桿在施工過(guò)程中時(shí)有發(fā)生惡性的失效事故，造成不必要的經(jīng)濟(jì)效益損失，發(fā)生失效事故的原因多是由于API鉆桿的抗拉、抗扭強(qiáng)度不夠，現(xiàn)有API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿不能滿足強(qiáng)化鉆井的需要。另外對(duì)于目前廣泛應(yīng)用的噴射式鉆井方式來(lái)說(shuō)，鉆頭水功率的大小往往決定著鉆速的快慢，進(jìn)而影響鉆井施工周期，但在目前技術(shù)條件下，由于地面鉆井泵的泵壓很難有較大的提升，因此可以從減小鉆桿柱內(nèi)的水力壓耗入手提高鉆頭水功率。為提高鉆井效率，可從增強(qiáng)鉆桿強(qiáng)度和減小鉆桿水力壓耗兩個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有API鉆桿進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，從而提升鉆桿承受載荷和在復(fù)雜工況下施工的能力，并減少鉆桿水力壓耗以增大鉆頭水功率和水力破巖的效率，進(jìn)而提升鉆井施工效益。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:包括母接頭1、接頭和管體的焊縫2、外加厚區(qū)3、公接頭4、管體5，其中管體5兩端連接有外加厚區(qū)3，母接頭I和公接頭4分別通過(guò)接頭和管體的焊縫2與外加厚區(qū)3連接，其特征在于:鉆桿采用內(nèi)平式結(jié)構(gòu)，即母接頭1、接頭和管體的焊縫2、外加厚區(qū)3、公接頭4和管體5的內(nèi)徑相同。
[0005]所述的母接頭I和公接頭4采用強(qiáng)度大于或等于135000psi的鋼材。
[0006]所述的新型鉆桿采用鋼材強(qiáng)度大于或等于150000psi的鋼材。
[0007]所述的鉆桿管體5的外徑為149.8?152.4mm，壁厚為8.60?9.16mm。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:由于新型鉆桿的接頭采用和管體相同的內(nèi)徑，所以在接頭處不存在類(lèi)似API中內(nèi)外加厚型鉆桿所存在的由于內(nèi)加厚引起的額外水力壓耗，從而減少了鉆桿的水力壓耗。根據(jù)API RP 7G中推薦的強(qiáng)度計(jì)算公式，通過(guò)增大鉆桿管體的外徑，減小鉆桿管體的壁厚以及采用高強(qiáng)度的鋼材，與較常用的API標(biāo)準(zhǔn)S135鋼級(jí)9.19mm壁厚的Φ 127mm鉆桿的管體強(qiáng)度相比，抗拉強(qiáng)度提升了 23.38 %?35.07 %，抗扭強(qiáng)度提升了 50.16%?66% ;另外，根據(jù)趙金洲等所著的《鉆井工程技術(shù)手冊(cè)》(第二版)中鉆桿水力壓耗的公式計(jì)算結(jié)果表明，與API標(biāo)準(zhǔn)Φ127πιπι鉆桿相比，新型鉆桿水力壓耗減少了49.54%?53.38%?？梢钥闯鲂滦豌@桿無(wú)論在強(qiáng)度方面，還是在水力性能方面相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工中常用的API標(biāo)準(zhǔn)Φ 127mm鉆桿都有較大優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖1為本實(shí)用新型的縱向剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如附圖1所示，新型鉆桿由母接頭1、接頭和管體的焊縫2、外加厚區(qū)3、公接頭4、管體5組成，其中管體5兩端連接有外加厚區(qū)3，母接頭I和公接頭4分別通過(guò)接頭和管體的焊縫2與外加厚區(qū)3連接。其中新型鉆桿的管體5的外徑為149.8?152.4mm，壁厚為8.60?9.19_，母接頭1、鉆桿外加厚區(qū)3、公接頭4和管體5的內(nèi)徑相同，且管體5采用鋼材強(qiáng)度大于或等于150000psi的鋼材，母接頭I和公接頭4采用強(qiáng)度大于或等于135000psi的鋼材。由于采用了較大的外徑和較小的壁厚以及高強(qiáng)度的鋼材，不僅使新型鉆桿的管體的抗拉抗扭強(qiáng)度得到了較大提高，可以更好的適應(yīng)目前深井、超深井或復(fù)雜惡劣的井下工況，而且使得新型鉆桿的水力壓耗得到了大幅的下降，僅為API標(biāo)準(zhǔn)Φ 127mm鉆桿的1/2，故鉆頭水功率和水力破巖效率可以得到大幅提升，從而達(dá)到提升鉆速、縮短鉆井周期的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，由母接頭(I)、接頭和管體的焊縫(2)、外加厚區(qū)(3)、公接頭(4)、管體(5)組成，其中管體(5)兩端連接有外加厚區(qū)(3)，母接頭(I)和公接頭(4)分別通過(guò)接頭和管體的焊縫(2)與外加厚區(qū)(3)連接，其特征在于:鉆桿采用內(nèi)平式結(jié)構(gòu)，即母接頭(I)、接頭和管體的焊縫(2)、外加厚區(qū)(3)、公接頭(4)和管體(5)的內(nèi)徑相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，其特征在于:母接頭(I)和公接頭(4)采用強(qiáng)度大于或等于135000psi的鋼材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，其特征在于:管體(5)采用鋼材強(qiáng)度大于或等于150000psi的鋼材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，其特征在于:管體(5)的外徑為149.8?152.4臟，壁厚為8.60?9.16mm。
【專(zhuān)利摘要】一種應(yīng)用于石油與天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域的低水力壓耗高強(qiáng)度新型鉆桿，包括母接頭、接頭和管體的焊縫、外加厚區(qū)、公接頭、管體。具體措施為：管體外徑增加到149.8～152.4mm，壁厚減薄到8.60～9.16mm，將管體所用鋼材強(qiáng)度提升到150000psi以上，鉆桿內(nèi)壁采用內(nèi)平式結(jié)構(gòu)。經(jīng)計(jì)算新型鉆桿的管體與常用API S135鋼級(jí)φ127mm鉆桿的管體相比抗拉強(qiáng)度提升了23.38％～35.07％，抗扭強(qiáng)度提升了50.16％～66％，且水力壓耗減少了49.54％～53.38％，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和水力性能。本實(shí)用新型有利于在深井超深井施工中減少鉆桿失效事故的發(fā)生，并提高鉆頭水功率。
【IPC分類(lèi)】E21B17-04, E21B17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204492680
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520169651
【發(fā)明人】曾德智, 劉冰, 侯鐸, 施太和, 張智, 任建, 史云偉, 陸凱, 何奇垚, 喻智明
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日