钻具组合

钻具配合

钻具组合（combination drilling string）又称钻具配合。专门对大井眼深井钻（如油气井钻井）而言。是指在钻井时，一定尺寸的钻头与一定尺寸的钻铤、钻杆、方钻杆相互配合、连接的方式。它是一个关系到安全、快速、优质钻进的重要问题。

释义

特点与要求

严格地说，钻柱中钻杆段以下钻铤、钻头及其他钻井工具（稳定器、减震器、震击器等）都包含在下部钻具组合范围之内。但一般常说的下部钻具组合主要是指钻头以上30—40m内对钻头工作特性有直接影响的一段钻柱，或者是除钻铤以外加其他钻井工具的一段钻柱。

理想的下部钻具组合应满足以下几个方面的要求：

（1）能有效地控制井眼全角变化率及井斜角，从而保证井身质量。

（2）钻头工作的稳定性高，并能施加较大的钻压，有利于提高钻速。

（3）为了起下钻顺利并降低费用，在可能条件下组合应尽量简化。对于定向井斜井段的下部钻具组合则主要应满足井眼轨迹控制的特别要求。

分类

钻井中常用的钻具组合中包括稳斜钻具、降斜钻具、防斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、几何导向钻井系统和地质导向钻井系统等。

（1）造斜钻具

使斜井达到一定的造斜率(每30m的井斜增值)，是通过选用不同造斜能力的斜向器和相应的钻具组合来实现的。采用弯接头和井下动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工的原理是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具(螺杆钻具或涡轮)驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。并且造斜钻具的造斜能力与弯接头的弯曲角和弯接头上边的钻铤刚性大小有关。弯接头的弯曲角越大，弯接头上边的钻铤刚性越强则造斜钻具的造斜能力也越强，造斜率也越高。

（2）增斜钻具组合

增斜钻具用于增加斜井段待钻部分的井斜角。增斜钻具组合一般采用双稳定器钻具组合。增斜钻具是利用杠杆原理设计的。它有一个近钻头足尺寸稳定器作为支点，第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之问钻铤的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率大小确定，一般为20—30m。两稳定器之间的钻铤在钻压作用下，产生向下的弯曲变形，使钻头产生斜向力，井斜角随着井眼的加深而增大。

（3）稳斜钻具组合

稳斜钻具的作用是使井眼轨道沿当前井底切线方向，保持井斜角和方位角不变钻进。稳斜钻具组合是采用刚性

满眼钻具结构，又称刚性配合钻具。刚性满眼钻具一般是由几个外径与钻头直径相近的扶正器与一定长度外径较大的钻铤所组成。它的防斜原理是在钻头以上的下部钻柱上安装一定数量的扶正器，以扶正钻铤；提高下部钻柱的刚度，减少其弯曲程度，以消除钻头的严重倾斜，使其能减小和限制由于钻柱弯曲而产生的增斜力；同时扶正器能支撑在井壁上，抗衡地层自然造斜力，以达到控制井斜在最小范围内变化的目的。

（4）降斜钻具组合

降斜钻具用于定向井中降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中抑制和防止井斜的产生。降斜钻具一般采用钟摆钻具组合和塔式钻具组合。

（5）井下动力钻具组合

井下动力钻具又称井下马达，包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种。日前我国常用的是螺杆钻具。动力钻具接在钻铤之下，钻头之上。在钻井液循环通过动力钻具时，驱动动力钻具转动并带动钻头旋转破碎岩石。动力钻具以上的整个钻柱都可以不旋转。这种特点对于定向造斜是非常有利的。

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