石油钻井杆的现状与应用研究

郭瑞云 姜玉侠（中石化胜利石油工程有限公司塔里木分公司，新疆库尔勒841000）

石油钻井杆的现状与应用研究

郭瑞云 姜玉侠（中石化胜利石油工程有限公司塔里木分公司，新疆库尔勒841000）

目前，石油钻井设备应用种类繁多，同时实际应用效果差异较大，其中钻杆应用对于石油钻井作业而言至关重要，对于进一步提高石油钻井质量及效益有着重要作用。所以需在实际操作过程中有效的发挥出石油钻井杆的实际优势，通过提高实际对不同种类钻杆的分析与研究来有效的提升实际钻井效果，从而为我国石油钻井工作的顺利进行提供有利的技术支持。

石油；钻井；现状；研究

近年来，石油钻井技术发展速度逐步加快，使石油钻探设备应用种类逐步增加。其中钻杆技术应用研究对于提高石油钻井的实际经济有效有着不可替代的重要作用，是现代石油钻井的重要构成，因此有效的根据不同钻杆技术特点进行分析，并选择适宜的钻杆进行石油钻井作业势在必行，对于有效解决石油钻井技术问题具有一定的帮助作用。

1 石油钻井杆的研究现状

世界上著名的钻杆生产厂家有美国格兰特钻具公司（现已被美国国民油井公司收购）和法德合资的瓦姆公司，两家的生产能力约占全世界的一半。国内有代表性的钻杆生产企业有上海宝钢等公司。在我国，普通钻杆已经完全替代了进口，并形成了一定的出口能力。

1.1 抗硫钻杆

抗硫钻杆在我国应用较为广泛，由于在部分地区的石油钻井过程中，其酸性田气对于石油钻探影响较大，因此在石油钻井方面，为能够有效的降低H2s油气田对于环境的影响，可将抗硫钻杆有效的应用于石油钻井中，从而保证石油钻井的有效性及实际效益。

1.2 铝合金钻杆

铝合金钻杆技术主研究主要起源于上世纪中叶，苏联是最要研究铝合金钻杆技术的国家之一。根据铝合金钻杆钻井应用方向的不同，苏联将该技术研究分为多个研发小组，通过十余年的研究与探索，于上世纪60年代中期阶段广泛应用于苏联境内的多个地区石油钻井工作。铝合金钻杆应用占苏联全国钻研总量的80%左右，是当代石油钻井的主要设备之一。铝合金钻杆强度相对较高，同时具有一定的抗寒性，能够在严寒地区有效的进行深井钻井作业，目前，该钻杆在靠北极地区应用较为广泛。铝合金钻杆经不断的研究与发展，通过技术革新使其不断迈向轻量化发展，轻质铝合金钻杆具备钻井深度较深及钻井范围较大的提点，能够有效的提高钻杆作业可靠性，同时由于其强度高及质地轻，所以不易在钻井过程中受到外界环境的干扰。该钻杆在耐腐蚀方面也具有较为明显的优势。

我国对于铝合金钻杆应用相对较晚，同时技术应用尚不完善，在研究方面我国也不具备一定的技术优势，因此在钻探技术不断发展的今天，我国有待开发的石油储备量仍相对较多，需及时的对现有耐磨型铝合金钻杆开展较为深入的研究工作，从而使其能够有效的应用于我国石油钻井工作中。

1.3 超高强度钻杆

超高强度钢钻杆是为实现超深井钻井而研制的。目前，市场上可提供的高强度钢钻杆的最小屈服强度有965MPa(140kp⁃si)和1034MPa(150kpsi)。140钢级钻杆使用量为16.8×104m，150钢级为6.1×104m。165钢级的开发使得其产品的强度质量比相比S-135钻杆提高22%，仅比钛合金钻杆低15%，位于第2位。

2 石油钻井杆的应用

2.1 铝合金钻杆的应用

铝合金钻杆目前在俄罗斯地区应用较为广泛，现阶段世界最深油井深度达到12262米，地处于俄罗斯科拉半岛地区，该油井主要采用铝合金钻杆进行钻井作业，其实际温度达到220摄氏度。额定井深达到8000余米。在实际的钻井过程中，铝合金钻杆耐磨性充分凸显，其最高磨损在7000米左右，设备接头磨损达到7米，同时最大体积磨损为10毫米，由此可见铝合金钻杆钻井应用效果较好，并且应用有效性较高，能够有效的进行深层钻井作业。在此过程中铝合金钻杆适应性也相对较高，能够适应多种不同的温度环境，是现阶段西伯利亚地区主要的钻井应用方向之一。

2.2 超高强度钢钻杆的应用

超高强度钢钻杆在我国多数地区应用并不广泛，仅特殊钻井环境下有所应用。该种类钻杆主要应用于美洲地区。该类钻杆设计适用性相对较差，但钻井深度能够保持在相对较好的状态。在美国多个地区该钻杆钻井深度平均达到4000米左右。在早期阶段的测试过程中，曾根据不同的钻井条件进行深井钻探工作，选用30根超高强度钢钻杆进行钻井测试。在此过程中该钻杆实际应用效果良好，并未出现钻严重井故障及安全事故问题，但在细节方面该钻杆仍存在一定的问题，所以无法在世界范围内得以广泛应用，仅在部分钻探环境相对特殊的地质环境中有所使用。

2.3 碳纤维复合材料钻杆应用

JBDrilling公司在一口新钻气井中成功使用了φ63.5mm复合材料钻杆。采用空气锤钻进，转速为70r／min，空气压力为2.1MPa，扭矩为l356N·m。钻杆承受极大的瞬时冲击荷载，9.144m的短半径复合材料钻杆在入井使用1周后，起钻发现其磨损极小。

3 结语

石油钻井杆的应用种类相对较多，同时不同钻杆实际技术优势也存在一定的差异，为能够进一步提高钻杆在石油钻井方面的应用优势，需在石油钻井工作开展前，根据区域实际环境情况与钻杆应用技术特点来有效的选择适宜的钻杆进行石油钻井作业，从而保证石油钻井工作的实际有效性，以此为钻杆技术在石油钻井方面的现代化与规范化发展及应用奠定坚实的基础。

[1]马广军,王甲昌,张海平.螺杆驱动旋冲钻井工具设计及试验研究[J].石油钻探技术,2016,44(3):50-54.

郭瑞云（1987-）男，内蒙古赤峰人，助理工程师，学士学位，主要从事钻井工程及财务工作。