小钻杆，大学问

满地宝 便携式钻机

    钻杆是钻柱的基本组成部分,它是用无逢钢管制成(壁厚一般为9~11mm),其主要作用是传递扭矩和输送钻井液，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此，钻杆在石油钻井中占有十分重要的地位。

    钻杆结构与规范

    钻杆由无缝钢管组成，壁厚一般为9~11mm，由钻杆管体和钻杆接头两部分组成。钻杆管体接头的连接有两种方式：一种是用细丝扣连接，即管体两端都车有细公扣，与接头一端的母细扣相连接，称这种钻杆为有细扣钻杆；另一种是管体与接头用摩擦焊对焊在一起，称这种钻杆为对焊钻杆。有细扣钻杆目前已基本淘汰，我国现在生产或进口的钻杆全部为对焊钻杆（无细扣钻杆）。

    补充 | 知识

   为了增强管体与接头的连接强度，管体两端加厚。常用的加厚形式有内加厚、外加厚、内外加厚三种。根据美国石油学会（API—American Petroleum Institute）的规定，钻杆按长度分为三类：

    第一类，5.486~6.706m(18~22ft)；

    第二类，8.230~9.144m(27~30ft)；

    第三类，11.582~13.716m(38~45ft)；

    其中最常用的钻杆尺寸有88.9(3.5in)，114.3(4in)，127.0mm(5.5in)三种。

     钻杆接头外径大于管体外径，在钻井过程中与井壁或套管不断地接触摩擦，产生磨损，为避免接头磨损造成断钻杆、脱扣等钻井事故，必须在钻杆母接头上设有钻杆接头防磨带。

    钻杆的钢级与强度

   钻杆的钢级是指钻杆钢材的等级，它由钻杆钢材的最小屈服强度决定。API规定钻杆的钢级有D、E、95(X)、105(G)、135(S)级共五种，其中X、G、S级为高强度钻杆。钻杆的钢级越高，管材的屈服强度越大，钻杆的各种强度（抗拉、抗扭、抗外挤等）也就越大。在钻柱的强度设计中，推荐采用提高钢级的方法来提高钻柱的强度，而不采用增加壁厚的方法。

    钻杆接头

     钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，连接在钻杆管体的两端。接头上车有丝扣（粗扣）用以连接各单根钻杆。在钻井过程中，接头处要经常拆卸，接头表面受到相当大的大钳咬合力的作用，所以钻杆接头壁厚较大，接头外径大于管体外径，并采用强度更高的合金钢。国产钻杆接头一般都采用35CrMo合金钢。

     丝扣的连接必须满足三个条件，即尺寸相等，丝扣类型相同，公母扣相匹。不同尺寸钻杆的接头尺寸不同。同一尺寸钻杆的丝扣类型也不尽相同。各钻杆生产厂家的钻杆采用的接头类型也很难完全一致因此，为便于区分钻杆接头和工程应用，API对钻杆接头的类型作了统一的规定，形成了石油工业普遍采用的API钻杆接头。

      API钻杆接头有新旧两种标准。旧API钻杆接头是对早期使用的有细扣钻杆提出来的，分为内平式（IF）、贯眼式（FH）和正规式（REG）三种类型。

    内平式接头主要用于外加厚钻杆,其特点是钻杆内径与管体加厚处内径、接头内径相等，钻井液流动阻力小，有利于提高钻头水功率，但接头外径较大，易磨损。

    贯眼式接头适用于内加厚钻杆，其特点是钻杆有两个内径，接头内径等于管体加厚处内径，但小于管体部分内径。钻井液流经这种接头时的阻力大于内平式接头，但其外径小于内平式接头。

    正规式接头适用于内加厚钻杆。这种接头的内径比较小，小于钻杆加厚处的内径。所以正规接头连接的钻杆有三种不同的内径。钻井液流过这种接头时的阻力最大，但它的外径最小、强度较大。正规接头常用于小直径钻杆和反扣钻杆，以及钻头、打捞工具等。三种类型接头均采用“V”形螺纹，但扣型（用螺纹顶切平宽度表示）扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。

     随着对焊钻杆的迅速发展，有细扣钻杆逐渐被对焊钻杆所取代，旧API钻杆接头由于规范繁多，使用起来很不方便，因此，美国石油学会又提出了一种新的NC型系列接头（有人称之为数字型接头），NC型接头以字母NC和两位数字表示，如NC50，NC26，NC31等。

    NC(National Coarse Thread)意为(美国)国家标准粗牙螺纹，两位数字表示丝扣基面节圆直径的大小（取节圆直径的前两位数字）。例如NC26表示接头为NC型，基面丝扣节圆直径为2.668in，NC螺纹也为“V”形螺纹，具有0.065in平螺纹顶和0.038圆螺纹底，用V-0.038R表示扣型，可与V-0.065型螺纹连接。旧API标准中的全部内平（IF）及贯眼（FH）均为V-0.065型螺纹，故现已考虑将旧标准废除而统一采用)NC型接头。

    NC型接头在石油工业中应用越来越普遍，但目前现场仍使用部分旧API标准接头(内平、贯眼、正规)，NC型接头与旧API标准接头有相同的节圆直径、锥度、螺距和螺纹长度，可以互换使用。在钻柱中，除了钻杆接头外，还有各种配合接头(用来连接不同尺寸或不同扣型的管柱)、保护接头(保护管柱上经常拆卸处的丝扣)等。此外，方钻杆、钻铤、钻头及其他井下工具，也都靠丝扣连接(需要说明的是：上述各种接头及工具的丝扣类型都与钻杆接头的标准相一致。

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