三、钻具

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  钻具是钻井工程的主要工具,有方钻杆、钻杆、钻铤、扶正器等。
  (一)方钻杆
  常用的方钻杆主要有Φ114.3毫米、Φ133.4毫米、Φ152.4毫米3种规格。1964
~1980年,主要使用从苏联进口的有细扣方钻杆,这种方钻杆长期使用容易从丝扣
部分断裂或刺漏。1980年以后,引进意大利、西德、法国无细扣方钻杆,并对有细
扣方钻杆进行改造,将原丝扣和接头部分一起去掉,采用手工对焊的办法,重新换
上接头,既避免了刺漏现象,又节约了大量外汇。
  (二)钻杆
  60年代初,钻杆大部分是从苏联、日本等国家进口的有细扣钻杆。这种钻杆的
钢级低,负荷小,从细扣部位刺漏和疲劳断裂现象严重,给钻井队造成大量事故。
为解决这个问题,对有细扣钻杆采用了探伤补焊、烘装换接头及车修丝扣等方法。
70年代初,一方面从日本、西德、意大利、美国等国家引进无细扣Φ127毫米钻杆,
另一方面对原来的有细扣钻杆进行技术改造,采用手工对焊接头的办法,大量淘汰
了有细扣钻杆。这个时期钻杆钢级发展到E级、C级,钻杆的负荷大有提高,但修复
钻杆的水平低、质量差,钻杆刺漏折断的问题仍然没有解决。70年代后期,采用了
闪光焊,其工效比手工焊提高了10倍,但焊缝质量仍然不稳定。80年代,对钻具进
行了全面技术更新:一是从美国、日本等国家购进X-95、P105、G105、S135级等较
高强度钻杆;二是接头外径由原来Φ157毫米加大到Φ165毫米;三是研究成功接头
对焊中摩擦焊和新的焊缝热处理工艺,焊缝的质量达到国内先进水平;四是接头进
行保护,喷焊耐磨合金;五是钻杆丝扣采用镀铜新工艺,使钻杆的修复能力比60年
代提高了5倍,并保证了质量。
  (三)钻铤
  60年代初,钻铤主要是从法国引进的,两端是优质合金钢,中间是普通钢,主
要规格有Φ158毫米、Φ177.8毫米、Φ203.2毫米等。对钻铤使用后的检测,主要
靠磁粉探伤。在修复方面,主要是车修丝扣、探伤补焊、两端对焊优质合金钢短节
等。1980年以后,随着钻井速度不断加快,深井、定向井不断增多,原有的钻铤规
格已不适应生产的需要,又引进了优质合金钢Φ228.6毫米钻铤,无磁Φ177.8毫米、
Φ203.2毫米、Φ158.8毫米钻铤,螺旋钻铤等。同时,为了不断提高钻铤的检测手
段,1982年先后研制成功萤光磁粉探伤、超声波探伤等新工艺。
  (四)扶正器
  70年代前,扶正器是采用直条片贴焊在钻铤上的办法制成的。这种扶正器对钻
铤损坏快,扶正器位置固定,在钻井过程中刺裂严重。80年代以后,采用了螺旋型
的扶正器短节,扶正器的品种由原来的3种发展到1995年的10多种。
  (五)井口工具
  70年代前,井口工具的特点是笨重、吨位小、可靠性差、工人的劳动强度大。
当时只有B型大钳、两片式的方补心、吊环、吊卡、卡瓦、安全卡等。80年代对井
口工具进行了更新改造,应用了350吨的大吨位吊环与吊卡、200吨位的卡瓦、滚子
方补心、鼠洞卡钳、自动上扣器及液压大钳、机械卡瓦等,减轻了工人的劳动强度,
提高了劳动效率。
  (六)打捞工具
  60年代打捞工具比较单调,只有公锥、母锥、磁铁打捞器、磨鞋、套铣筒和按
井下事故特点自己设计的特殊打捞工具。这些工具打捞效果差,处理速度慢。80年
代,通过攻关设计与引进配合,打捞工具逐渐形成系列,有倒扣器、上击器、下击
器、地面震击器、随钻震击器、内割刀、外割刀、强磁打捞器、打捞筒、打捞篮、
高强度的公母锥、安全接头、无接箍连接的套铣筒、打捞钩、键槽破坏器等15类不
同规格的打捞工具,基本能满足处理各种事故的需要。
  (七)定向钻井工具
  1973年始有定向钻井工具,当时只有涡轮钻具,使用的是最原始的氢氟酸测斜
仪。1976年始应用罗盘测斜仪。1983年后引进美国单、多点磁性照相测斜仪;还引
进国外先进技术,配套各种尺寸及规格的螺杆钻具,设计制造了滚子扶正器、稳定
器、套管开窗工具等。1985年后陆续引进美国(SST)有电缆式随钻测斜仪和(SRO)地
面记录陀螺测斜仪,解决了定向井、丛式井、侧钻井及套管开窗井的定向、扭方位
等问题。1987年引进美国BOSS电子陀螺测斜仪和ESS电子多点测斜仪等设备仪器,
解决了各类井的定向测斜难题。1987年,胜利油田钻井技术公司研制出定向弯接头,
1988年又研制出可循环的定向弯接头,实现了测量仪器的通用化。1990年引进美国
MWD无线随钻测斜仪及MS3组合电子测斜仪。至此定向井的测量仪器达到了国
际先进水平。
  (八)取芯工具
  80年代前期使用的取芯工具是S-703、S-904、S-907、S-908。80年代后期,吸
收国内外先进经验,自制了R8120、Y8120、RN9120、YN8120、RYJ8120等取芯工具;
还研制出适应各种不同岩石硬度的取芯钻头、密闭取芯、保型保压取芯、定向及水
平井取芯工具及工艺。
  (九)封井器
  1964~1980年,主要使用手动单闸板ппм苏式封井器。这种封井器适用的井
口压力在7兆帕以内,开关靠人力,速度慢,且控制井口的安全系数低。1980~
1989年,使用罗马尼亚、美国的液压封井器和国内研制的液压封井器、封井器液压
控制台、节流管汇等。封井器的控制井口压力等级有21、35、70兆帕,封井器的尺
寸有Φ339.7毫米、Φ279.4毫米、Φ228.6毫米等,性能好,操作灵活。
  (十)固井工具
  60年代中期至70年代初,胜利油田自行设计了各种规范的生铁与水泥引鞋和浮
鞋,由生铁阻流环、尼龙球和档棒组成的回压凡尔及适应用于深井的全钢回压凡尔。
80年代初制成与双胶塞固井相配套的双塞水泥头。
  随着特殊工艺井不断增多,特殊固井工具也得到发展。70年代后期,逐步发展
和完善了座底式、微间隙式、水力悬挂式、机械悬挂式、液压悬挂式尾管工具。80
年代后,逐步发展和完善的工具有套管回接工具、地锚式预应力工具、筛管完井工
具、管外封隔器、双级注水泥工具等。