石油鉆桿工具中連接鉆頭、用以傳遞動力的桿件。 鉆柱通常的組成部分有:鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩(wěn)定器、專用接頭及方鉆桿。石油鉆桿在油田鉆井工程中,是地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)與鉆鋌、鉆頭連接的主要部件,通過它們達(dá)到轉(zhuǎn)盤帶動鉆頭旋轉(zhuǎn),大鉤帶動鉆頭升降,泥漿送到井底形成循環(huán),從而實現(xiàn)鉆頭破碎巖層并連續(xù)鉆進(jìn)。
石油鉆桿的基本作用是:
(1)起下鉆頭;(2)施加鉆壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鉆井液;(5)進(jìn)行特殊作業(yè):擠水泥、處理井下事故等。
API標(biāo)準(zhǔn)的E75到S135鋼級,外徑從2 3/8″到5 1/2″的系列石油鉆桿以及具有高抗扭性能的雙臺肩接頭鉆桿和用于含硫油井的特殊鋼級的BNK C95S鉆桿。
石油鉆桿主要適用于油氣勘探開發(fā)過程中的深井、水平井和大位移井的施工中。
石油鉆桿是尾部帶有縲紋的鋼管,用于連接鉆機(jī)地表設(shè)備和位于鉆井底端鉆磨設(shè)備或底孔裝置。鉆桿的用途是將鉆探泥漿運送到鉆頭,并與鉆頭一起提高、降低或旋轉(zhuǎn)底孔裝置。鉆桿必須能夠承受巨大的內(nèi)外壓、扭曲、彎曲和振動。在油氣的開采和提煉過程中,鉆桿可以多次使用。
在鉆井過程中,鉆柱在井眼中與套管內(nèi)壁發(fā)生接觸產(chǎn)生摩擦,使得扭矩和摩擦增加,而鉆桿接頭對套管的磨損影響大,因為鉆桿接頭的直徑比鉆桿本體大20%~30%,很容易與套管內(nèi)壁接觸并磨損套管。當(dāng)接觸力足夠大時,潤滑膜的潤滑作用完全消失,鉆桿接頭與套管內(nèi)壁直接接觸產(chǎn)生了干摩擦。
在摩擦過程中,鉆桿接頭的磨損非常嚴(yán)重,偶然的碰撞就可能使鉆桿接頭產(chǎn)生斷裂;同時,鉆桿接頭的磨損也使得套管壁厚減薄,抗擠能力隨之降低。若對此估計不足,有可能因此導(dǎo)致鉆井事故或油氣井的早期報廢,給油田造成巨大的損失。有研究結(jié)果表明,鉆柱不居中使鉆桿接頭在鉆井施工中與套管內(nèi)壁相互摩擦是造成套管磨損的主要原因,而鉆柱不居中又是鉆探過程中不可避免的。
因此,可見如何降低鉆桿與套管之間的摩擦接觸或摩擦系數(shù)是防磨的關(guān)鍵與核心。鉆桿接頭耐磨帶是以凸起的形式熔合在鉆桿接頭表面,用以代替鉆桿接頭來和套管摩擦的材料,對鉆桿接頭起到了保護(hù)作用。由于耐磨帶的硬度低于鉆桿本身,因此,對套管起到了一定的保護(hù)作用。而耐磨帶在磨損掉一部分之后,可以進(jìn)行重復(fù)堆焊使用。