ICS 75. 020

E 13

GB

中华人民共和国国家标准

GB/T 24956—2010

石油天然气工业钻柱设计和操作限度的推荐作法

ReCOInInended PraCtiCe for PetrOIeUm and natural gas industries— DriIl SteIn design and OPerating IiinitS

2010-08-09 发布

2010-12-01 实施

中⅛Λg⅛WS国家质量囈检验检瓣尽专布中国国家标准化管理委员会发布

APl环境、健康、安全责任和指导方针

美国石油协会会员致力于不断努力改善作业与环境的适应性，同时经济地开发能源，为消费者提供高质量的产品和服务。我们认识到我们有责任与公众、政府和其他团体一起共同努力，以环保手段来开发和使用自然资源,保护雇员和公众的健康和安全。为了担负起这个责任，API成员承诺遵循下列方针管理我们的业务，这些方针采取风险优先的科学态度和经济有效的管理办法.

・认识并对公众关于原材料、产品和作业的关心作出反应。

•经营工厂和操作设备时，加工原材料和产品要保护环境、雇员和公众的安全和健康的。

•在设计和开发新产品和新工艺时要优先考虑安全、健康和环保问题。

•与行业有关的重要危害安全、健康和环境的信息应及时通知相关的官员、雇员、顾客和公众，并推荐保护措施。

•劝告顾客、运输人员和其他人要安全使用、运输和处理原材料、产品和废料。

・要经济地开发和生产自然资源，通过有效地使用能源来保护这些资源。

•通过开展和扶持有关原材料、产品、加工和废料对安全、健康和环境影响的研究来拓展相关知识。

•确保减少产生辐射和废物的总量。

•和其他人或其他部门一起来解决因作业中处理和排放有害物质而产生的问题。

・参与政府和其他部门制定保护社区、工作场所和环境的法律、法规和标准。

•与生产、处理、使用、运输或排放类似原材料、石油产品和废料的其他人或部门分享经验和提供援助，以此宣传这些原则和做法。

石油天然气工业

钻柱设计和操作限度的推荐作法

1范SI

1. 1賣盖范围

本标准不仅包括钻柱组件的选择，而且还考虑了井斜控制、钻井液、钻压和转速，以及其他操作程序。

1.2章节覆盖范囿

第4、5、6、7章提供了选择钻柱组件的步骤，第8,9,10,11.12和15章是有关可能造成钻柱正常能力降低的操作限度，第13章包含了旧钻杆和旧油管的分类方法以及其他钻柱组件的识别和检査步骤, 第14章包含了关于井下工具焊接的说明.第16章包含了牙轮钻头的分类方法。

2参考文献

（其他参考资料详见附录

API RP 5C1套管、油管的维护和使用推荐作法

APl BUll 5C3套管、油管、钻杆和管线管性能的公式和计算

APISPeC 7旋转钻井钻柱组件的规格

^{APIRP 7Al}旋转台肩连接螺纹脂检验推荐作法…

^{APlRP 13B}-¹²水基钻井液现场测试标准程序推荐作法

API RP13B-2油基钻井液现场测试标准程序推荐作法

ASTMA D337O取水样的标准作法

NACE^D MROl75油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料

以上标准国内釆标情况见附录NA。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3. 1 .

抗弯强度比 bending Streilgth ratio

旋肩式内、外螺纹旋紧配合时，外螺纹接头最后丝扣啮合处的抗弯截面模数与外螺纹接头顶端外的内螺纹接头的抗弯截面模数的比值。

3.2

倒角宣径 bevel diameter

旋转台肩连接接触面的外径。

3.3

钻头短节 bit SUb

通常两端为内螺纹、用于连接钻头和钻柱的接头-

3.4

内螺纹连接 box COnneCtiOn

石油管材具有内（阴）螺纹的螺纹连接.

3.5

校准系统 CaIIbratiOn SyStem

量规校准和控制的相关文件。

3.6

二级 ClaSS 2

对旧钻杆和油管的一种APl使用分级。

3.7

冷加工 COld WOrking

金属在足够低的温度下引起或确保永久应变的塑性变形。

3.8

腐蚀 COrrOSiOn

由所处环境引起的材料改变或性能下降。

3.9

临界转速 CritiCal rotary SPeed

出现共振时的旋转速度，这些振动可能造成疲劳失效、过度磨损或弯曲。

3.10

脱碳 decarburization

加热时介质表面与碳发生反应,•从而造成铁合金表面的碳损失的现象。

3.1'

牙底高 dedendum

螺纹节线与牙底的距离。

3. 12

狗腿dogleg

用于描述井眼或沟槽方向急剧变化的术语,也适用于钢丝绳或管柱的永久性弯曲。

3. 13

狗腿严重度dogleg SeVerit_y

井眼的井斜和（或）方拉变化量的度量单位,通常用7100 ft（井段长度）来表示.

3. 14

通径规drift

检查钻铤、钻杆、套管、油管、接头、水管和管线最小内径的量规.

3. 15

钻铤 drill COIlar

设计用来提供刚度和钻压的厚壁管子或管状物。

3. 16

钻杆 drill PiPe

'两端有特殊螺纹连接（即工具接头）的一段钢管。

3. 17

钻柱组件 drill String CteInent

用钻杆接头连接的每根钻杆.

3. 18

失效 failure

装置或设备的性能已不适合甚至妨碍完成其设计功能。

3. 19

疲劳 fatigue

材料局部受交变应力作用并在交变应力足够大之后累积产生裂纹或发展成裂缱，从而导致材料局部永久性结构发生改变的渐进过程。

3. 20

疲劳失效 fatigue failure

一糸受最大值低于材料抗拉强度的交变应力作用而产生的失效。

3.21

疲劳裂纹 fatigue CraCk

材料因疲劳而产生的裂纹。

3. 22

锻造（锻件）forging

D 一般是热锻，用或不用冲模在外力作用下将金属塑性加工成型。

2）用锻造方法制成成型的金属部件。

3. 23

方钻杆^kelly _______________

用于连接水龙头和钻柱外形为四方形或六边形的钢管.方钻杆穿过转盘转动并向钻柱传递扭矩。

3.24

方钻杆保护接头 kelly SaVer SUb

连接在方钻杆底部的短节，用于保护方钻杆的外螺纹端在上扣、卸扣作业期间不受磨损。

3.25

最后啮合齿 IaSt engaged thread

与内螺纹啮合的外螺纹或与外螺纹啮合的内螺纹的最后一道螺纹。

3.26

方钻杆下旋塞 lower kelly valve

紧接在方钻杆以下的基本可完全打开的阀，外径和钻杆接头外径相等。在带压状态下可关闭该阀以卸下方钻杆，可在强行起下钻作业中下钻。

3.27

旋接台肩 make-up ShOUl（Ier

旋转台肩连接上的密封台肩。

3.28

最小上紧扭矩, minimum make-up torque

在外螺纹上产生拉应力或在内螺纹产生压应力所需的最小扭矩。这个任意得出的应力可理解为在多数钻井条件下都足以防止井下卸开和因弯曲载荷使台肩分离的力。

3.29

最小外径 minimum OD

对于旋肩式钻杆接头，其最小外径是旋转时确保丝扣连接强度为钻杆本体强度一定比例的最小内螺纹外径。

3.30

油基钻井液 OiI muds

是指油为连续相、水为分散相的特殊类型钻井液。这类钻井液含有氧化沥青和通常以1 ' 5的比例乳化进含有氢氧化钠或氧化钙和有机酸体系的水，也可含有硅酸盐、盐和磷酸盐。油基钻井液与反相乳化钻井液（两者都是油包水乳化钻井液）的区别在于水的加量、控制黏度和触变性的方法、造壁材料以及滤失性的不同。

3.31

外螺纹端Pin end

石油管材具有外（阳）螺纹的螺纹连接。

3.32

平端 PIain end

钻杆、油管或套管没有丝扣的端部。管柱两端可加厚也可不加厚。

3.33

—级 PrenIiUm CIaSS

对旧钻杆和油管的一种API使用分级。

3.34

淬火和回火 quenched and tempered

淬火——通过奥氏体化使铁合金硬化,然后迅速冷却以使部分或全部奥氏体转变成马氏体•

回火一将淬火硬化或正火的铁合金重新加热到低于转变区的温度,然后按所要求的速率冷却。

³∙³L .

类 ^range _______

A円石油管材的一种按长度分级的方法。

g...........

旋转台肩连接 r^ary ShOUIdered COnneCtlOB

钻柱组件所应用的一种具有粗牙、锥形螺纹和密封台肩的连接。

3.37

抗剪强度 ShearStrength

当施加力和阻力反向平行并偏移一定距离，在横截面上产生裂缝时所需的力。其值为:最大载荷除以被剪切分开的原始横截面面积。

3.38

卡卡瓦区SliP area

从钻杆接头和吊卡台肩的接合处沿管体48 in距离内所包含的区域。

3.39

应力释放特征 StreSS-relief feature

在旋转台肩连接上进行处理，去除外螺纹或内螺纹未啮合的螺纹•经过这种处理钻柱柔性更强，减少了髙应力集中区产生疲劳裂纹的机率。

3.40

水龙头SWiVel

安装在钻柱顶部可以同时实现循环和旋转的装置.

3.41

抗拉强度 tensile Strength

材料能够承受的最大拉伸应力。抗拉强度根据在拉伸测试期间断裂时的最大载荷和试件的原横截面积计算。

3.42

测试压力 test PreSSUre

用于证明压力容器结构完整性的大于其工作压力的压力。

3.43

螺纹形式thread form

一个螺距长度内轴向上螺纹剖面的形状。

3.44

公差 tolerance

允许的偏差量∙，

3.45

钻杆接头 tool joint

钻杆上一种具有粗牙、锥形螺纹和密封台肩的加重连接元件，其可承受钻柱重量，在钻井过程中经受重复上、卸扣的应变,抗疲劳和额外上紧力,并起防泄漏密封作用。钻杆两端分别为外螺纹端和内螺纹端。钻杆接头可以以焊接、螺纹连接，或以焊接和螺纹连接相结合的方式连接在钻杆上。

3. 46

方钻杆上旋塞 UPPer kelly CoCk

一种紧接在方钻杆上端关闭后可封闭钻杆内压力的阀。

3.47

加厚端UP_set

钻杆管体壁厚增加的-端' 其可以是外径增大或内径减小,或两种情况兼有。加厚端通常通过热锻管体端而制成。

3. 48

工作规 WOrking gauges

用来测量产品螺纹的量规。

3. 49

工作压力 WOrking PreSSUre

在正常操作中设备的部件能够承受的压力。

3.50

工作温度 WOrking temperature

在正常操作中设备的部件能够承受的温度。

4钻杆和钻杆接头的性能

4.1本章包括了一系列表格（表1〜表11）,给出了新旧钻杆的尺寸、机械性能和使用性能，表格还包括新旧钻杆所用钻杆接头的这些特性。

4.2本章包括了所有钻杆和钻杆接头特性表。

4. 3钻杆表中所列数据都是以公认行业标准为基础、通过附录A中的公式计算而得到的。

4.4新钻柱的推荐通径见表8和表9的第8列。通径规长度至少有4 in,而且必须通过加厚部分,但无需超过吊卡台肩面以下12 in。

4.5钻杆接头的抗扭强度是一个多变量的函数。这些变量包括钢材强度、连接尺寸、螺纹类型、螺距、锥度和螺纹配合面或台肩配合面的摩擦系数。为使用本标准,摩擦系数假定为一个常数,但是已经得到证实的是，新钻杆接头和使用温度通常会影响钻杆接头的摩擦系数。当新钻杆一般表现出低摩擦系数时,使用温度大于30。^。F则可以使摩擦系数显著增加或降低，这主要取决于螺纹润滑脂。使旋转台肩连接屈服所需要的扭矩可从A. 9中的公式获得。

4.6外螺纹钻杆接头或内螺纹钻杆接头的横截面积，无论哪个起作用都是最大的影响因素，并且变化也最大。钻杆接头的抗扭强度主要由其外径和内径决定,外径影响内螺纹钻杆接头的横截面积，内径影响外螺纹钻杆接头的横截面积。假定其他因素都是定值,则外径和内径的选择决定了外螺纹钻杆接头或内螺纹钻杆接头的横截面积,并确定其理论抗扭强度值。

4-7钻杆接头使用寿命期间其理论抗扭强度随外径磨损而显著降低。钻杆接头的内螺纹横截面积成为较小的一个或者说成为控制面积时,外径减小多少都会直接降低抗扭强度。如果钻杆接头是新的且内螺纹横截面积起控制作用时,则初始外径磨损会降低抗扭强度，如果钻杆接头是新的且外螺纹横截面积起控制作用时，则外径磨损到某个程度才可能使抗扭强度受到影响。反过来说，可以通过制造比普通尺寸大的外径和比普通尺寸小的内径的钻杆接头来增大抗扭强度。

4. 8表1。所列的最小外径、内螺纹钻杆接头台肩厚和上紧扭矩值的确定依据。

4-8-1推荐钻肝接头上紧扭矩是基于所有螺纹和台肩都涂抹了螺纹脂计算的。螺紋脂含有40%〜 60% （质量比）金属锌细粉,其中活化硫总含量不超过0. 3% （参考SPeC 7附录G中使用有害材料的注意事项）。计算中拉伸应力为钻杆接头（最小拉伸屈服强度）的60%。

4. 8. 2计算钻杆接头抗扭强度时,新的和磨损后的钻杆接头都未考虑台肩倒角。

4.8.3 一级钻杆其壁厚最小为公称壁厚的80%。

4- 8. 4二级钻杆其壁厚最小为公称壁厚的70%。

4.8.5'本标准中钻杆接头和管体的抗扭比（≥0.80）仅是推荐值，应垓认识到可以采用其他的尺寸组合。适合某种使用场合的特定组合,在某些地方可能不适用而在另一地方可能过于安全。

4.9许多种尺寸和类型的连接可与某些其他尺寸和类型互换。在这些情况下只是名称不同，而在某些情况下是螺纹形式不同。如果螺纹形式可互机,则连接就可互换。

这些可互换的连接见表12.

4. 10图1〜图25的曲线给出了大量大范围不同内、外径的常用钻杆接头连接的理论抗扭屈服强度。配合面、螺纹和台肩的摩擦系数假定为0. 08（见APl RP 7A1<<旋转台肩连接螺纹脂检验的推荐作法》）。上紧扭矩以钻杵接头最小拉伸屈服强度的60%为基础来计算.

4.11曲线图使用的步骤方法

4. 11. 1根据所研究的钻杆接头连接的尺寸和类型选择相应标题的曲线。

4.11.2从需査找的外径水平引至曲线并读出该内螺纹连接的抗扭强度。

4. 11.3从内径垂直引至曲线并读出该外螺纹连接的抗扭强度.

4. 11.4上述得到的两个抗扭强度中较小的值就是钻杆接头的理论抗扭强度。

4.11.5需强调的是,从曲线得到的值是抗扭强度的理论值。现场钻杆接头的抗扭强度可能与此不同, 这是因为绘制曲线上各点时有许多影响现场使用的因素没有考虑。

4. 11.6对于新的或磨损后的钻杆接头在外径和内径变化情况下的相对抗扭强度,这些曲线十分有用。在每种情况下，应该使用较小值。

4.12旧钻杆接头的推荐上紧扭矩确定步骤

4.12.1按所研究的钻杆接头连接的尺寸和类型选择相应标题的曲线。

4- 12.2从需査找的外径水平引至曲线并读出该内螺纹连接的推荐上紧扭矩。

4- 12.3从内径垂直引至曲线并读出该外螺纹连接的推荐上紧扭矩。

4.12.4上述得到的两个上紧扭矩中比较小的值就是钻杆接头的推荐上紧扭矩。

4-12.5极端使用条件下允许上紧扭矩高于推荐值。

表1新钻杆尺寸数据

(1)	(2)	(3)	<4)	(5)	(6)	⑺
外径	公称重量	平端管子	壁厚	内径	管体截面积2	极截面模数3
外径	(含接头)	重量I		d	A	Z
in	Ib/ft	Ib/ft	in	in	i/	in³
2M	4.85	4.43	0. 190	1.995	1.304 2	1.321
	6, 65	6.26	0. 280	1. 8L5	1.842 9	L 733
2¾	6, 85	6. 16	0.217	2,441	1.812 0	2.241
	10.40	9.72	0. 362	2.151	2. 857 9	3.204
3¼	9. 50	8.81	0. 254	2. 992	2. 59。2	3, 923
	13. 30	12.31	O- 368	2.764	3. 620 9	5. 144
	15.5。	14. 63	0, 449	2.602	4. 303 7	5,847
4	11.85	10.46	0. 262	3, 476	3. 076 7	5,400
	14.00	12.93	0. 330	3.34。	3.804 8	6.458
	15. 70	14. 69	0. 380	3.240	4.321 6	7. 157
	13.75 .	12, 24	0. 271	3. 958	3. 600 4	7. 184
	16. 60	14, 98	O_t 337	3.826	4,407 4	8.543
	20. 00	18. 69	0.430	3. 640	5. 498 1	10,232
	22. 82	21. 36	0. 500	3. 500	6. 283 2	11.345
5	16. 25	14. 87	0.296	4, 408	4. 374 3	9. 718
	19. 50	17, 93	0,362	4. 276	5.274 6	1L415
	25. 60	24.03	0. 500	4.000	7, 068 6	14.491
5¼	19. 20	16.87	0. 304	4. 892	4.962 4	12. 221
	21, 90	19.-81	0.361	4.778	5. 828 2	14. 062
	24. 70	22.54	0.415	4.670	6. 629 6	15. 688
6舞	25. 20	22. 19	0. 330	5. 965	6. 526 2	19.572
	27. 70	24, 22	0. 362	5. 901	7. 122 7	21. 156

¹ lb∕ft= 3. 399 6×A(第 6 列)
² A = O, 785 4(_JD^S-_I√²)
³ Z=O. 196 ¾5(^pa~^rf4)

表2新钻杵的抗扭强度和抗拉强度数据

(1) 外径 in	(2) 公称重量 (含接头) Ib/ft	(3)	(4) 抗扭强' 抗扭强度	(5) 复数据I /(ft< Ib)	(6)	⑺	(8) 最小抗拉最小屈服强店	(9) 屋度数据' E时的载荷/Ib	(IO)
(1) 外径 in	(2) 公称重量 (含接头) Ib/ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G105	S135
2 M	4. 85	4 763	6 033	6 668	8 574	97 817	123 902	136 944	176 071
	6. 65	6 250	7 917	8 751	11 251	138 214	175 072	193 500	248 786
2⅜	& 85	8 083	10 238	11 316	14 549	135 902	172 143	190 263	244 624
	10. 40	11 554	14 635	16 176	20 798	214 344	271 503	300 082	385 820
3 X	9. 50	14 146	17 918	19 805	25 463	194 264	246 068	271 970	349 676
	13.30	18 551	23 498	25 972	33 392 '	271 569	343 988	380 197	488 825
	15.50	21 086	26 708	29 520	37 954	322 775	408 848	451 885	580 995

(1)	⑵	(3)	⑷	⑸	(6)	⑺	(8)	（9）	(10)
⅛k⅞3	公称重量		抗扭强度数据I				最小抗拉强度数据2
XrTS	〔含接头）		抗扭强度/（ft - lb>				最小屈服强度时的载荷71b
in	∣b∕h	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G1O5	S135
4	11.85	19 474	24 668	27 264	35 054	230 755	292 290	323 057	415 360
	14-00	23 288	29 498	32 603	41 918	285 359	361 454	399 502	513 646
	15. 70	25 810	32 692	36 134	46 458	324 118	410 550	453 765	583 413
4拭	13.75	25 907	32 816	36 270	46 633	270 034	342 043	378 047	485 061
	16.60	30 807	39 022	43 130	55 453	330 558	418 707	462 781	595 004
	20.00	36 901	46 741	51 661	66 421	412 358	522 320	577 301	74Ξ 244
	22.82	40 912	51 821	57 276	73 641	471 239	596 903	659 734	848 230
5	16.25	35 044	44 389	49 062	63 079	328 073	415 559	459 302	590 531
	19. 50	41 167	52 144	57 633	74 100	395 595	501 087	553 833	712 070
	25. 60	52 257	66 192	73 159	94 062	530 144	671 515	742 201	954 259
泌	19.20	44 074	55 826	61 703	79 332	372 181	471 429	521 053	669 925
	21-90	50 710	64 233	70 994	91 278	437 116	553 6S1	611 963	786 809
	24.70	56 574	71 660	79 204	101 833	497 222	629 814	696 111	894 999
6%	25.20	70 580	89 402	98 812	127 Oii	489 464	619 988	685 250	881 035
	27.70	76 295	96 640	106 813	137 330	534 199	676 651	747 877	961 556
¹以抗薯强度等于57. 7%最小屈服强度和公称壁厚为基础_t.
最小抗扭强度由公式A.16计算.
²最小抗拉强度由公式A.13it算.

表3新钻杆的抗挤强度和抗内压强度数据

⑴	⑵	⑶	⑷	⑸	(S)	⑺	⑻	⑼	(10)
外径	公称重量		最小抗挤强度			最小屈服强度时的抗内压强度
外径	（含接头）			PSi				PSi
in	lb∕ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G105	S135
2⅜	4.85	11 040	13 984	15 456	19 035	IO 500	13 300	14 700	18 900
	£65	15 599	19 759	21 839	28 079	15 474	19 600	21 663	27 853
2⅞	6.85	10 467	12 940	14 020	17 034	9 907	12 543	13 869	17 832
	10.40	16 509	20 911	23 112	29 716	16 526	20 933	23 137	29 747
3½	9. 50	10 001	12 077	13 055	15 748	9 525	12 065	13 335	17 145
	13.30	14 113	17 877	19 75S	25 404	13 800	17 480	19 320	24 840
	15. 50	16 774	21 247	23 484	30 194	16 838	21 328	23 573	30 30S
4	11.85	8 381	9 978	10 708	12 618	8 597	10 889	12 036	15 474
	14.00	11 354	14 382	15 896	20 141	IO 828	13 716	15 159	19 491
	15. 70	12 896	16 335	18 055	23 213	12 469	15 794	17 456	22 444
4必	13.75	7 173	8 412	S 956	10 283	7 904	10 012	.11 066	14 228
	16. 60	10 392	12 765	13 825	16 773	9 029	12 450	13 761	17 693
	20.00	12 964	16 421	.18 149	23 335	12 542	15 S86	17 558	22 575
	22.82	14 815	18花5	20 741	26 667	14 583	18 472	20 417	26 250

(1) 外径 in	(2) 公称重量 (含接头) lb∕fι	⑶	(4) 最小抗挤 PSi	⑸ 强度	(6)	⑺ 最/	(8) 、屈服强頂	(9) f时的抗内压M PSi	(IO) 条度
(1) 外径 in	(2) 公称重量 (含接头) lb∕fι	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G105	S135
5	16. 25	6 938	8 108	8 616	9 831	7 770	9 842	10 878	13 986
	19. 50	9 962	12 026	12 999	15 672	9 503	12 037	13 304	17 105
	25. 60	13 500	17 100	18 900	24 300	13 125	16 625	18 375	23 625
5弦	19. 20	6 039	6 942	7 313	8 093	7 255	9 189	10 156	13 058
	21, 90	8 413	10 019	10 753	12 679	8 615	10 912	12 061	15 507
	24. 70	10 464	12 933	14 013	17 023	9 903	12 544	13 865	17 826
6%	25.20	4 788	5 321	5 500	6 036	6 538	8 281	9 153	11 768
	27. 70	5 894	6 755	7 103	7 813	7 172	9 084	10 040	12 909
注；	根据APl BUll 5C3中的公式汁算。

表4 APl-级钻杆的抗扭强度和抗拉强度数据

(1) 外径 in	⑵ 公称重量 (含接头) lb∕ft	⑶ 基于	(4) 均匀磨损的损 ft - 1	(5) ,扭屈.服强度 b	(6) 1,2	⑺ 基	(8) 于均勻磨损G 最小屈服强芸	(9) J抗拉强度数扌 F时的载荷/Ib	(10)
(1) 外径 in	⑵ 公称重量 (含接头) lb∕ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	Gl 05	S135
2%	4. 85	3 725	4 719	5 215	6 705	76 893	97 398	107 650	138 407
	6.65	4 811	• 6 093	6 735	8 659	107 616	136 313	150 662	193 709
2%	6.85	6 332	8 020	8 865	11 397	106 946	135 465	149 725	192 503
	10. 40	8 858	11 220	12 401	15 945	166 535	210 945	233 149	299 764
3¼	9.50	11 094	14 052	15 531	19 968	152 979	193 774	214 171	275 363
	13.30	H 361	18 191	20 106	25 850	212 150	268 723	297 010	381 870
	15. 50	16 146	20 452	22 605	29 063	250 620	317 452	350 868	451 115
4	11.85	15 310	19 392	21 433	27 557	182 016	230 554	254 823	327 63。
	14. OO	18 196	23 048	25 474	32 752	224 182	283 963	313 854	403 527
	15. 70	20 067	25 418 .	28 094	36 120	253 851	321 544	355 391	456 931
4¼	13. 75	2。403	25 844	28 564	36 725	213 258	270 127	298 561	383 864
	16. 60	24 139	30 576	33 795	43 450	260 165	329 542	364 231	468 297
	20. OO	28 683	36 332	40 157	51 630	322 916	409 026	452 082	581 248
	22. 82	31 578	40 OlO	44 222	56 856	367 566	465 584	514 593	661 620
5	16. 25	27 607	34 969	38 650	49 693	259 155	328 263	362 817	466 479
	19.50	32 285	40 895	45 199	58 113	311 535	394 612	436 150	560 764
	25. 60	40 544	51 356	56 762	72 979	414 690	525 274	580 566	746 443
5M	19.20	34 764	44 035	48 670	62 575	294 260	372 730	411 965	529 669
	21.90	39 863	50 494	55 809	71 754	344 780	436 721	482 692	620 604
	24.70	44 320	56 139	62 048	79 776	391 285	495 627	547 799	704 313
6%	25. 20	55 766	71 522	79 050	101 635	387 466	490 790	542 452	697 438
	27.70	60 192	77 312	85 450	109 864	422 419	535 064	591 387	760 354
¹基于抗剪强度为57.7%最小屈.服强度计算。 ²抗扭强度数据和抗拉强度数据基于外径20%均匀磨损计算。

表5 AE一级钻和的抵挤强度和抗内压强度数据

(1)	(2)	⑶	(4)	⑸	(6)	(7)	⑻	<9)	Clo)
外径	公称重量（含接头）		最小抗挤强度】 PSi			最小屈服强度时的最小抗内压强度' PSi
in	ɪb/ft	E75	X95	GlO 5	S135	E75	X95	G105	S135
2½	4. 85	8 522	10 161	IO 912	12 891	9 600	12 160	13 440	17 280
	6.65	13 378	16 945	18 729	24 080	14 147	17 920	19 806	25 465
2%	6.85	7 640	9 017	9 633	11 186	9 057	11 473	12 680	16 303
	10.40	14 223	18 016	19 912	25 602	15 110	19 139	21 153	27 197
3*	9.50	7 074	8 284	8 813	10 093	8 709	11 031	12 192	15 675
	13.30	12 015	15 218	16 820	21 626	12 617	15 982	17 664	22 711
	15.50	14 472	18 331	20 260	26 049	15 394	19 49S	21 552	27 710
4	11.85	5 704	6 508	6 827	7 445	7 860	9 956	11 004	14 148
	14.00	9 012	10 795	11 622	13 836	9 900	12 540	13 860	17 820
	15.70	10 914	13 825	15 190	18 593	11 400	14 440	15 960	20 520
4¼	13J5	4 686	5 190	5 352	5 908	7 227	9 154	10 117	13 008
	16,60	7 525	8 868	9 467	ɪθ 964	8 987	11 383	12 581	16 176
	20.00	10 975	13 901	15 350	18 S06	11 467	14 524	16 053	20 640
	22.82	12 655	16 030	17 718	22 780	13 333	16 889	18 667	24 000
5	16.25	4 490	4 935	5 067	5 661	7 104	8 998	9 946	12 787
	19.50	7 041	8 241	8 765	10 029	8 688	11 005	12 163	15 638
	25.60	11 458	14 514	16 042	20 510	12 000	15 200	16 800	21 600
5¼	19.20	3 736	4 130	4 336	4 714	6 633	8 401	9 286	11 939
	21.90	5 730	6 542	.6 865	7 496	7 876	9 977	11 027	14 177
	24. 70	7 635	9 Oll	9 526	11 177	9 055	11 469	12 676	16 298
6丸	25.20	2 931	3 252	3 353	3 429	5 977	7 571	8 386	10 759
	27.70	3 615	4 029	4 222	4 592	6 557	8 306	9 ISO	11 803
注：	一级钻杆数据基于API B3l 5C3中的公式计算。
ɪ数据的最小壁厚以公称壁厚的的％为墓础、抗挤强度以外径均匀磨损为基础计算，抗内压强度以均匀磨损和公
称外径为基础计算。

表6 APl二级钻杆的抗扭强度和抗拉强度数据

⑴	⑵	⑶	⑷	⑸	(6)	(7)	(8)	(9)	(10)
外径	公称重量	基于均匀磨损的抗拉屈服强度				基于均匀磨损的抗拉强度数据2
外径	（含接头）		ft-	Ib			最小屈服强度时的载荷/Ib
in	lb∕ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G105	S135
2⅜	4.85	3 224	4 083	4 513	5 802	66 686	84 469	93 360	120 035
	6- 65	4 130	5 232	5 782	7 434	92 871	117 636	130 019	167 167
2⅝	6-85	5 484	6 946	7 677	9 871	92 801	117 549	129 922	167 043
	10.40	7 591	9 615	10 627	13 663	143 557	181 839	200 980	258 403
3%	9. 50	9 612	12 176	13 457	17 302	132 793	168 204	185 910	239 027
	13. 30	12 365	15 663	17 312	22 258	183 398	232 304	256 757	330 116
	15, 50	13 828	17 515	19 359	24 890	215 967	273 558	302 354	388 741
4	∏.85	13 281	16 823	18 594	23 907	158 132	200 301	221 385	284 638
	14.00	15 738	19 935	22 034	28 329	194 363	246 193	272 108	349 852

≡ 6(续)

(1)	(2)	(3)	(4)	⑸	⑹	(7)	(8)	⑼	(10)
*k⅛A	公称重量	基于均匀磨损的抗拉屈服强度			1.2	基于均匀磨损的抗拉强度数据長
Zrlɪ	〔含接头〉		ft・	Ib			最小屈服强度时的载荷/Ib
in	lb∕ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	Glo5	S135
	15. 70	17 315	21 932	24 241	31 166	219 738	278 335	307 633	395 528
4.¼	13.75	17 715	22 439	24 801	31 887	185 389	234 827	259 545	333 701
	16, St)	20 908	26 483	29 271	37 634	225 771	285 977	316 080	406 388
	20. 00	24 747	31 346	34 645	44 544	279 502	354 035	391 302	503 103
	22.82	27 161	34 404	38 026	48 890	317 497	402 163	444 496	571 495
5	16. 25	23 974'	30 368	33 564	43 154	225 316	285 400	315 442	405 568
	19.50	27 976	35 436	39 166	50 356	270 432	342 548	378 605	486 778
	25. 60	34 947	44 267	48 926	62 905	358 731	454 392	502 223	645 715
5¼	19.20	30 208	38 263	42 291	54 374	255 954	324 208	358 335	460 717
	21.90	34 582	43 804	48 414	62 247	299 533	379 409	419 346	539 160
	24.70	38 383	48 619	53 737	69 090	339 533	43。 076	475 347	611 160
6%	25.20	48 497	61 430	67 896	87 295	337 236	427 16G	472 L31	607 026
	27. 70	52 308	66 257	73 231	94 155	36.7 455	465 443	514 437	661 419

¹基于抗剪强度为57.7%最小屈服强度计算。

²抗扭强度数据和抗拉强度数据基于外径30%均匀磨损计算.

表7 APl二尊钻杆的抗挤强度和抗内压强度敷据

⑴ 外径 in	⑵ 公称重量 (含接头) lb∕ft	⑶	⑷ 最小抗挤 PSi	⑸ 强度】	(6)	⑺ 最小屈	(8) 服强度时	(9) 的最小抗内旺 PSi	CIo) :强度'
⑴ 外径 in	⑵ 公称重量 (含接头) lb∕ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	Gl 05	S135
2%	4,85	6 852	7 996	8 491	9 664	8 400	10 640	11 760	15 120
	6.65	12 138	15 375	16 993	21 849	12 379	15 680	17 331	22 282
2⅞	6+ 85	6 055	6 963	7 335	8 123	7 925	10 039	11 095	14 265
	10. 40	12 938	• 16 388	18 113	23 288	13 221	16 746	18 509	23 798
3½	9. 50	5 544	6 301	6 596	7 137	7 620	9 652	10 668	13 716
	13. 30	10 858	13 753	15 042	18 396	11 040	13 984	15 456	19 872
	15, 50	13 174	16 686	18 443	23 712	13 470	17 062	18 858	24 246
4	11.85	4 311	4 702	4 876	5 436	6 878	8 712	9 629	12 380
	14, OO	7 295	8 570	9 134	10 520	8 663	10 973	12 128	15 593
	15. 70	9 531	11 468	12 374	14 840	9 975	12 635	13 965	17 955
4¼	13.75	3 397	3 845	4 016	4 287	6 323	8 010	8 85.3	11 382
	16.60	5 951	6 828	7 185	7 923	7 863	9 960	11 009	14 154
	20.00	9 631	11 598	12 520	15 033	10 033	12 709	14 047	LS 060
	22.82	11 458	14 514	16 042	20 510	11 667	14 779	16 333	21 000
5	16. 25	3 275	3 696	3 850	4 065	6 216	7 874	8 702	11 189
	19. 50	5 514	6 262	6 552	7 079	7 602	9 629	10 643	13 684
	25. 60	10 338	12 640	13 685	16 587	10 500	13 300	14 700	18 900

(1) C2)	(3)	⑷	⑸	(6)	⑺	(S)	⑼	(10)
公称重量外径（含接头）		最小抗挤强度' PSi			最小屈服强度时的載小抗内压强度' PSi
in ib/ft	E75	X95	G105	S135	E75	X95	G105	S135
5½ 19* 20	2 835	3 128	3 215	3 265	5 ⅞04	7 351	8 125	10 447
21.90	4 334	4 733	4 899	5 465	6 892	8 730	9 649	12 405
24. 70	6 050	6 957	7 329	8 115	7 923	10 035	IL 092	14 261
6% 25MO	2 227	2 343	2 346	2 346	5 230	6 625	7 322	9 414
27. 70	2 765	3 03?	3 113	3 148	5 737	7 267	8 032	10 327
注：二级钻杆数据根据APT BUlI 5C3中的公式计算。
¹数据以最小壁厚为70%公称壁厚为基础计算，抗挤强度以外径均匀磨损为基础计算，抗内压强度以公称外径和均匀磨损为基础计算，

表8新钻杆接头和新钢级E75钻杆的机械性能

(1)	⑵	⑶	(4)	⑸	(6)	⑺	⑻	⑼	(10)	(H)	(12)
	钻样数据			钻杼接头数据					机械性能
公称	公称	近似						抗拉强度/Ib		抗扭强度∕（ft* Ib）
尺寸	重量	重量'	加厚	连接	外径	内径	通径M	钻杆	钻杆	钻籽	钻杆
In	lb∕ft	lb∕ft,	一类型		in	in	in	本体3	接头4	主体'	接头&
2拓	4,85	5. 26	EU	NC26(I∏	3% 、	1¾	1.625	&7 817	313 681	4 763	6 875⅛
		4. 95	EU	OH	3%	2	1. 807	97 817	206 4.16	4 763	4 52" N
		5.05	EU	SLH90	3¼	2	1.850	97 817	202 670	4 763	5萌SP
		5. 15	EU	WO	SX	2	ɪ. 807	97 817	195 677	4 763	4 235力(I
	6.65	6,99	EU	NC26 (IF)	3%	1¾	I_t 625	13S 214	313 681	6 250	6 875⅛
		6.89	EU	OH	3以		1. 625	138 214	294 620	6 250	6 305⅛
		6. 17	IU	PAC	2⅜	1%	1. 250	138 214	238 504	6 250	4 872》
		6. 78	EU	SLH90	3¼	2	1. 670	138 214	202 850	6 250	5 075p
2⅞	6.85	7. 50	EU	NC31(IF)	4¼	2¼	2.000	135 902	447 130	8 083	11 790p
		6.93	EU	OH	3%	2⅞	2. 253	135 902	223 937	8 083	5 464/»
		7.05	EU	SLH90	3⅞	2⅞	2.296	135 902	260 783	8 083	7 513∕>
		7,31	EU	Wo	4½	2¼	2. 253	135 902	277 553_	_8 083	7 015∕>
	10. 40	10.87	EU	NC3KIF)	4¼	2¼	1. 963	214 344	447 130	11 554	11 了 9"
		10.59	EU	OH	3⅞	%	1. 963	214 344	345 556	11 554	8 659p
		10. 27	IU	PAC	3¼	W	1.375	214 344	272 938	11 554	5 706^
		10. 59	EU	SLH90	3%	2¾2	2.006	214 344	382 765	11 554	11 227p
		II. 19	IU	XH	4舛	r⅛	1. 750	214 344	505 054	11 554	13 088p
		10.35	IU	NC26(SH)	3%	1¾	1. 625	214 344	313 681	11 554	6 875B
3⅛	9.50	10. 58	EU	NC38<IF)	4¾	2%	2, 563	194 264	587 308	14 146	18 07lp I
		9.84	EU	OH	4½	3	2. 804	194 264	392 071	14 146	11 803p
		9. 99	EU	SLHeO	4%	3	2,847	194 264	36S 705	14 146	12 458≠-
		10.14	EU	WO	4¾	3	2. 804	194 264	419 797	14 146	12 723p J

(1)	(2)	(3)	(4)	⑸	(6)	⑺	(8)	<9)	(Ia)	<11)	(12)
	钻杆数据			钻杆接头数据					机械性能
公称	公称	近似						抗拉强度Alb		抗扭强度/(ft ∙ Ib)
尺寸	重量	重量】	加厚	连接	外径	内径	通径2	钻杆	钻杆	钻杆	钻杆
in	lb∕ft	lb∕ft	类型		in	Ln	in	本体3	接头4	主体5	接头6
3必	13. 30	14. 37	EU	H90	5¼	2%	2.619	271 569	664 050	18 551	23 443p
		13. 93	EU	NC3 8 (IF〉	4%	2%	2. 457	271 569	587 308	18 551	18 0710
		13, 75	IU	OH	4¼	2%	2,414	271 569	559 582	18 551	17 167P
		13.40	EU	NC31(IF)	4¼	2¼	2. OOO	271 569	447 130	IS 551	11 790P
		13.91	EU	XH	4%	2⅞	2,313	271 569	570 939	18 551	16 8670
	15. 50	16. 54	EU	NC38(IF)	5	2%	2.414	322 775	649 158	21 086	20 095P
4	11. 85	13.00	IU	H90	5妬	2%	2. 688	230 755	913 708	19 474	35 308∕>
		13,52	EU	NC4« (IF)	6	3妬	3.125	230 755	901 164	19 474	33 Z28fi
		IA 10	EU	OH	5¼	3¹‰	3.287	230 755	621 357	19 474	21 903P
		12, 91	EU	WO	5¼	3⅛	3, 313	230 755	782 987	19 474	28 643P
	14. 00	15. 04	IU	NC40(FH)	5¼	2%	2.688	285 359	711 611	23 288	23 279p
		15. 43	IU	H90	5%	2嗤	2.688	285 359	913 708	23 288	35 308少
		15. 85	EU	NC46(IF>	6	3¼	3. 125	285 359	901 164	23 288	33 228p
4	14.00	15. 02	EU	OH	5场	3¼	3. 125	285 359	759 875	23 286	27 OeOP
		14, 35	IU	SH	4⅝	2/	2.483	285 359	512 035	23 288	15 026 P
	15.70	16.80	IU	NC40(FH)	W	2ⁿ½_β	2. 563	324 118	776 406	25 810	25 531p
		17.09	IU	H90	5¼	2%	2. 688	324 118	913 708	25 810	35 308力
		17.54	EU	NC46(1F)	6	3¼	3.095	324 118	901 164	25 810	33 228p
4¼	13. 75	15.23	IU	H90	6	3¼	3. 125	270 034	938 403	25 907	38 544汐
		15, 36	EU	NC50(IF)	6%	3%	3. 625	270 034	939 096	25 907	37 269p
		14.04	EU	OH	5炙	3³‰	3.770	270 034	554 844	25 907	20 678p
		14,77	EU	WO	6¼	3⅞	3.750	270 034	848 619	25 907	33 192P
	16, 60	18. M	IEU	FH	6	3	2_r 875	330 558	976 156	30 807	34 367户
		17.92	IEU	H9Q	6	3¼	3.125	330 558	938 403	30 807	38 544p
		17.95	EU	NC50(IF)	6%	3¾	3.625	330 558	939 096	30 807	37 26”
		17.07	EU	OH	5%	3亥	3. 625	330 558	713 979	30 807	26 936p
		16.79	IEU	NC38(SH)	5	2%	2.563	330 558	587 308	30 807	18 071∕)
		18.37	IEU	NC46(XH)	6必	3¼	3. 125	330 558	901 164	30 807	33 228P
	20, 00	21.64	IEU	FH	6	3	2, 875	412 358	976 156	36 901	34 367力
		2L64	IEU	H90	6	3	2. 875	412 358	1 085 665	36 901	44 948由
		21.59	EU	NC5 (XIF)	6%	3%	3. 452	412 358	1 025 980	36 901	40 915户
		22.09	IEU	NC46(XH)	6K	3	2. 875	412 358	1 048 426	36 901	38 998力
	22. 82	24. 11	EU	NC50(IF)	6%	3⅜	3. 452	471 239	1 025 980	40 912	40 915_Jb
		24, 56	IEU	NC46 (XH)	6¼	3	2. 875	471 239	1 048 426	40 912	38 998_j⅛
	19, 50	22.28	IEU	5¼FH	7	3¾	3. 625	395 595	1 448 407	41 167	62 9036
		20.85	IEU	NC50(XH)	6%	3%	3. 625	395 595	939 095	41 167	37 269ρ
	25, 60	28.27	IEU	5扬FH	7	3¼	3. 375	530 144	1 619 231	52 257	62 9036
		26.85	IEU	NC50CXH)	6%	3¼	3. 375	530 144	1 109 920	52 257	44 456户

<1)	(2)	⑶	W	⑸	⑹	⑺	(8>	(9)	(10)	CIn	(12)
	钻杆数据				钻杆接头数据				机械性能
公称	公称	近似						抗拉强度/Ib		抗扭强度/（ft∙lb>
尺寸	重量	重量'	加厚	连接	外径	内径	通径£	钻杆	钻杆	钻杆	钻杆
in	lb∕ft	Ibm	类型		in	in	in	本体3	接头4	主体5	接头G
5½	21-90	23.78	IEU	FH	7	4	3.875	437 116	1 265 802	50 710	55 687^
	24.70	26.30	IEU	FH	7	4	3.875	497 222	I 265 802	56 574	55 687p
6%	25_i20	27.28	IEU	FH	8	5	4. 875	489 464	1 447 697	70 580	73 2Ξ4∕>
6焚	27.70	29.06	IEU	FH	8	5	4. 875	534 198	1 447 697	76 295	73 224p

¹适于2类钢钻肝加接头（计算方法见附录A）

² 见 4. 4。
³ E级钻杆的拉伸屈服强度是在75 000 lb∕in≈最小屈服强度的基础上得到的。

⁴钻杆外螺纹接头的抗拉强度是在120 000 lb∕in^ε最小屈服强度和离台肩％ in处嚥纹牙底横截面积的基础上得到的。

⁵扭转屈服强度是在剪切强度取最小屈服强度的57.7%的基础上得到的。

^S P=外螺纹接头极限强度，=内螺纹接头极限强度，F或B表示钻杆接头的强度未达到钻杆本体抗扭强度的 80⅛_β

表9新钻杆接头和新高强度钻杆的机械性能

⑴	<2>	⑶		⑸ '	⑹	⑺	⑻	⑼	<10)	ClI)	（12）
	钻杆数据		加厚	钻杆接头数据					机械性能
公称	公称	近似	类型					抗拉强度/Ib		抗扭强度/（ft∙ Ib）
尺寸	重量	重量'	和	连接	外径	内径	通径2	钻杆	钻杆	钻杆	钻杆
in	lb∕ft	ɪb/ft	钢级		in	in	in	本体3	接头'	主体3	接头'
2⅜	6.65	7. 11	EU-X95	NC26(IF)	3⅜	IX	1.625	175 072	313 681	7 917	6 875&
		6.99	EU-X9 5	SLH90	3¼		1. 670	175 072	270 223	7 917	6 8620
	6.65	7.11	EU-GIo5	NC26(IF)	3⅜	i%	1.625	193 500	313 681	8 751	6 8756
		6-99	EU-GIO5	SLH90	3¼	1%	1.670	193 500	270 223	8 751	6 862/,
2⅞	10. 40-	11-09	EU-X95	NC31(IF)	4¼	2	L 875	271 503	495 726	14 635	13 158p
		10. 95	EU-X95	SLH90	4	2	1.87&	271 503	443 971	14 635	13 119中
	10. 4。	11.09	EU-GIO5	NC3KIF)	4¼	2	1. 875	300 082	495 726	16 176	13 15"
		10. 95	EUGIo5	SLH90	4	2	L 875	300 082	443 971	16 176	13 119#
	10, 40	11.55	EU-SI3 5	NC3HIF)	4⅜	1⅜	L 500	385 820	623 844	20 798	16 80"
		11. 26	EU-SI35	SLH90	4%	IM	1. 500	385 820	572 089	20 798	17 130p
	13. 30	14. 60	EU-X95	H90	5¼	2¾	2.619	343 988	664 050	23 498	23 443»
		14. 62	EU-X9 5	NC 双 IF)	5	2%	2.438	343 988	649 158	23 498	20 095户
		14.06	EU-XS 5	SLH90	4亥	2炙	2.438	343 988	596 066	23 498	20也W
	13.30	14.71	EU-GIo5	NC38(IF)	5	2⅞	2,313	380 197	708 063	25 972	22 035p
		14.06	EU-Gl 05	SLH90	以	2缢	2.438	380 197	596 066	25 972	20 70"
	13. 30	14. 92	EU-Sl 35	NC38(IF)	5	2¼	2.000	483 825	842 440'	33 392	26 503少
		14.65	EU-SI35	SLHDo	5	2¼	2. OOO	488 825	789 348	33 392	27 809*

(1)	(2)	(3)	<4)	(5)	⑹	⑺	(8)	⑼	(10)	(II)	(12)
	钻杆数据		加厚	钻杆接头数据					机械性能
公称	公称	近似	类型					抗拉强度/Ib		抗扭强度/(ft ∙ Ib)
尺寸	重量	重量】	和	连接	外径	内径	通径2	钻杆	钻杆	钻杆,	钻杆
in	ib∕ ft	lb∕ft	钢级		in	Ln	in	本体3	接头4	主体3	接头'
		15. 13	EU-SI35	NC40(4FH)	5 M	2%	2. 313	488 825	897 161	33 392	29 764P
	15, 50	16. 82	EU-X95	NC38 (IF)	5	2%	2. 313	408 848	708 063	26 708	22 0350
	15, 50	17. 03	EU-GIO5	NC3S(1F>	5	2¼	2. OOO	451 885	842 440	29 52。	26 5O3∕>
		16. 97	EU-GIO5	NC4O(4FH)	5¼	2%	2.438	4S1 885	838 257	29 520	27 693∕>
	15. 50	17.57	EU-Sl 3 5	NC40<4FH)	5¼	2¼	2. 125	580 995	979 996	37 954	32 693P
4	14. 00	15. 34	IU-X95	NC40(FH)	5¼	2%	2. 563	361 454	716 406	29 498	25 531P
		15. 63	IU-X95	H90	5%	2】％	2. 688	361.454	913 708	29 498	35 308P
		16, 19	EU-X95	NC46(TF)	6	3¼	3. 125	361 454	901 164	29 498	33 228。
	14. 00	15.91	IU-G105	NC40<FH)	5½	2%	2. 313	399 502	897 161	32 603	29 764》
		15.63	IU-GIO5	H90	5¼	2¹7_Ie	2. 688	399 502	913 708	32 603	35 308^
		16.19	EU-GIO5	NC4β(IF)	6	3以	3. 125	399 502	901 164	32 603	33 228j⅛
	14. 00	16. 19	IU-Sl35	NC40<FH)	5¼	2	1. 875	513 646	1 080 135	41 918	36 262p
		15. 63	IU-SI35	H90	5¼	2¹³A	2. 688	513 646	913 708	41 918	35 308P
		16.42	EU-Sl35	NC46(IF)	6	3	2. 875	513 646	1 048 426	41 918	38 998P
	15. 70	17. 52	IU-X95	NC40<FH)	5½	2%	2, 313	410 550	897 161	32 692	29 764P
		17. 23	IU-X95	H90	5½	2%	2, 688	410 55。	913 708	32 692	35 308P
		17. 80	EU-X95	NC46(IF)	6	3¼	3. 125	410 550	901 164	32 692	33 228A
	15. 70	17,52	IU-GIO5	NC40(FH)	5¼	2%	2. 313	453 765	897 161	36 134	29 764P
		17. 23	IU-GlO5	H90”	5¼	2%	2. 688	453 765	913 708	38 134	35 308P
		17.80	EU-GIO5	NC46(IF)	6	3¼	3. 125	453 765	901 16∙4,	36 134	33 228舍
	15. 70	18.02	EU-SI35	NC46(IF)	6	3	2, 875	583 413	1 048 426	46 458	38 998》
4¼	16. 60	18. 33	IEU-X95	FH	6	3	2, 875	418 707	976 156	39 022	34 367p
		1& 11	IEU-X95	H90	6	3¼	3. 125	418 707	938 403	39 022	3£ 544Q
		13.36	EU-X95	NC50(IF)	6%	3%	3. 625	418 707	939 095	39 022	37 269。
		18,79	IEU-X95	NC46(XH)	6¼	3	2. 875	418 707	1 048 426	39 022	38 99"
4½	16, 60	18, 33	IEU-GI05	FH	6	3	2, 625	462 781	976 156	43 130	34 367。
		18. 33	IEU-GI05	H90	6	3	3. 125	462 781	1 0S5 665	43 130	44 948点
		18,36	EU-GIO5	NC50(IF)	6 M	3%	3. 625	462 781	939 095	43 130	37 269。
		18, 79	IEU-GI05	NC46(XH)	6¼	3	2, 875	482 781	1 048 426	43 130	38 998@
	16. 60	19.19	IEU-SI35	FH	6¼	2½	2. 375	595 004	1 235 337	55 453	44 214P
4¼	16. 60	18,33	IEU-SI35	H90	6	3	2. 857	595 004	1 085 665	55 453	44 948P
		18. 62	EU-SI35	NCSo(IF)	6%	3½	3. 375	595 Oo4	1 109 920	55 453	44 456P
		19.00	IEU-SI35	NC46CXH)	6¼	2丸	2. 625	595 004	1 183 908	55 453	44 359P
	20.00	22. 39	IEU-X95	FH	6	2彩	2. 375	522 320	1 235 337	46 741	44 214F
		21, 78	IEU-X95	H90	6	-3¼	3. 125	522 320	938 403	46 741	38 544P
		22, 08	EU-X95	NC50 (IF)	6⅝	3½	3. 375	522 320	1 109 920	46 741	44 456P
		22.67	IEU-X95	NC46(XH)	6¼	2 X	2. 625	522 320	1 183 908	46 741	44 359P
	20. OO	22. 39	IEU-GI05	FH	6	2¼	2. 375	577 301	1 235 337	51 661	44 214P
		22. 00	IEU-GI05	H90	6	3	2. 875	577 301	1 085 665	51 661	44 948P
		22.08	EU-GIO5	NC50(IF)	6⅝	3如	3. 375	577 301	1 109 920	51 661	44 456P
		22. 86	IEU-GI05	NC46(XH)	6¼	2¼	2. 375	577 301	1 307 608	51 661	49 297P
	20,00	23, 03	EU-Sl35	NC50(IF)	6%	3	2. 875	742 244	1 416 225	66 421	57 534F
		23. 03	IEU-Sl35	NC46(XH)	6 K	2¼	2. 125	742 244	1 419 527	.66 421	53 BOOP

(1)	⑵	(3)	¢4)	⑸	<6)	⑺	¢8)	⑼	<10)	¢11)	(12)
	钻杆数据		加厚	钻杆接头数据					机械性能
公称	公称	近似	类型					抗拉强度/Ih		抗扭强度/（ft∙lb）
尺寸	重量	重Ir	和	连接	外径	内径	通径'	钻杆	钻杆	钻杆	钻杆
in	lb∕ft	lb∕ft	钢级		in	in	in	本体J	接头'	主体3	接头'
	22. 82	25. 13	IE6X95	FH	6¼	2¼	2.125	596 903 1	347 256	51 821	48 522P
		24. 24	EU-X95	NC50(IF)	6%	3坯	3. 375	596 903 1	109 920	51 821	44 456P
		24. 77	IEU-X95	NC46(XH)	6¼	2¾	% 625	596 903 1	183 908	51 821	44 359P
	22.82	24. 72	EU-GIo 5	NCSO(IF)	6%	3¼	3.125	659 735 1	268 963	57 276	51 217P
		24.96	IEU-Gl05	NC46(XH)	6¼	2½	2.375	659 735 1	307 608	57 276	49 297P
	22,82	25.41	EU-SI35	NC5 O(IF)	6%		2.625	848 230 1	551 706	73 641	63 393P
5	19, 50	22,62	IEU-X9 5	泌FH	7	泓	3.625	501 087 1	448 407	52 144	62 903P
		21. 93	IEU-X9 5	H90		3¼	3-125	501 087 1	176 265	52 144	51 220P
		21.45	IEU-X9 5	NC5(KXH)	6%	3¼	3.375	501 087 1	109 920	52 144	44 456P
	19. 50	22.62	IEU-Gl05	5½FH	7	3%	3.625	553 833 1	448 407	57 633	62 903⅛
		22.15	IEU-Gl05	H90	6妩	3	2.875	553 833 1	323 527	57 633	58 008∕>
		21.93	IEUGlO5	NC50(XH)	6%	3¼	3. 125	553 833 1	268 963	57 633	51 217p
	19. 50	23,48	IEU-SI35	5¼FH	7拓	该	3.375	712 070 1	619 231	74 IOO	72 213p
		22.61	IEU-SI35	NC50(XH)	嘛	2X	2.625	712 070 1	551 706	74 IOO	53 393p
	25, 60	28. 59	IEU-X9 5	5¼FH	7	3¼	3-375	671 515 1	619 231	66 192	62 9036
		27,87	IEU-X9 5	NC50(XH)	6%	3	2.875	671 515 1	416 225	66 192	57 534A
	25. 60	29.16	IEU-GI05	5%FH	7¼	3%	.3.375	742 201 1	519 231	73 159	72 213fl
		28, 32	IEU-GJ 05	NC50(XHX	漏	2%	2. 625	742 201 1	551 706	73 159	63 393占
	25. 60	29,43	IEU-SI35	5%FH	1¾	3¼	3.125	954 259 1	778 274	94 062	78 716*
泌	江90	24.53	IEU-X9 5	FH	7	3%	3.625	553 681 1	448 407	64 233	62 9036
		24,80	IEU-X9 5	H90	7	3½	3. 125	553 681 1	268 877	64 233	58 033少
	21.90	25. 38	IEU-GI05	FH	1¾	3½	3.375	611 963 1	619 231	70 994	72 213p
	21.90	26, 50	TEU-SI35	FH	7%	3	2. 875	786 809 1	925 536	91 278	86 765會
	24.70	27.85	IEU-X95	FH	7¼	3½	3.375	629 814 1	619 231	71 660	72 213p
5%	24. 70	27.85	IEU-Gl05	FH	7%	3½	3.375	696 111 1	619 231	79 204	72 213p
	24. 70	27.77	IEU-SI35	FH	7%	3	2M75	894 999 1	925 536	IOl 833	86 765^
6殯	25.20	27. 15	IEU-X95	FH	8	5	4. 875	619 988 1	448 416	89 402	73 224/)
	25. 20	28. 20	IEU-GI05	FH	8¼	4¼	4- 625	685 250 1	678 145	98 812	85 46"
	25. 20	2⅛. 63	IEU∙S135	FH	8½	4¼	4.125	881 035 2	102 260	127 044	108 353卢
	27. 70	30.11	IEU-X95	FH	8%	4¾	4. 625	676 651 1	678 145	96 640	85 467p
	27, 70	30. 11	IEU-GI05	FH	为	4%	4. 625	747 250 1	678 145	106 813	85 467p
	27. 70	31.54	IEU-SI35	FH	8½	4尤	4. 125	961 556 2	102 260	137 330	IOS 353#

¹适于二类钢钻杆加接头（计算方法见附录A#

² 见 4.4。

3扭转屈服强度是在剪切强度取最小屈服强度的57. 7%的基础上得到的。

⁴钻杆外螺纹接头的抗拉强度是在120 000 PSi最小屈服强度和离台肩拓in处螺纹牙底横截面积的基础上得到的。

^S P=外螺纹接头极限强度M=内螺纹接头扱限强度，P或B表示钻杆接头的强度未达到钻杆本体抗扭强度的 80%_Q

表10基于内爆紋抗扭强度的焊接型钻杆接头和钻杆的推荐最小外径’和上紧扭矩

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)	⑼	(Io)	(11)	(12}	(13)
	钻杆数据			新钻杆接头数据				_ 级			二级
公称尺寸 In	公称重量 lb∕ft	加厚类型和钢级	连接	新外径 in	新内径 In	上扣扭矩5 ft ・ Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft< Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 £t * Ib
2.M	4. 85	EU-E75	Ne26	3%	1%	4 125B	3¼	⅜4	1 945	3³,⅛s	'K	1 689
	4.85	EU-E75	W.O.	3%	2	Ξ 541P	3⅛	¼	1 994	3&		1 746
	4.85	EU-E75	2⅜OHLW	3⅛	2	2 716F	3	¼	1 723	2³⅛≡	% 4	1 481
	4.85	EU-E75	2 藻 SL-H90	3¼	2	3 042P	2%	⅛	1 996	2%		1 726
2%	6. 65	IU-E75	2⅜PAC²	2M	1%	2 803F	225扇	⅛*	2 455	2%		2 055
	6. 65	EU-E75	■ NC26	3务	1¾	4 125B	3%	佑	2 467	37₃₂	⅛	2 204
	6.65	EU-E75	2⅜SL-H90	3¼	2	3 042P	3）扇	?32	2 549	2%	⅛	1 996
	6. 65	EU-E75	2%OHSW	3¼	1%	3 783B	3¼	'^j⅛2	2 216	3払		1 967
2帰	6. 65	EU-X95	NC26	3勿	Hi	4 125B	3¼		3 005	3⁷∕32		2 734
2%	6.65	EU-GIO5	NC26'	3%	1%	4 125B	3%2	¾	3 279	3¼	%	3 005
24	6. 85	EU-E75	NC31	4¼	2⅛	7 074P	3%	編	3 154	3%	⅛	2 804
	6.85	EU-E75	2%Wo	4¼	2⅞	4 209P	3%	%	3 216	3¹‰	⅛	2 876
	6. 85	EU-E75	2⅞ OHLW²	3%	2⅞	3 290P	3¼		3 290	3%	⅛4	2 804
	6.85	EU-E75	2⅞SL-H90	3%	2⅞	4 504F	3¼	‰	3 397	3%		2 666
2⅞	10,40	EU-E75	NC31	4¼	2¼	7 074P	3%		4 597	3%	7m	3 867
	10. 40	IU-E75	2%XH	4 M	1%	7 853P	3%		4 357	3%		3 664
	10, 40	IU-E75	NC262	3%	1%	4 125B	3⅝	%	4 125	3¹¼2		3 839
	10.40	EU-E75	2 ⅜ OHSW²	3⅞	2當	5 194P	3%	%2	4 411	3%	Vm	4 079
	IO_f 40	EU-E75	SLrH9。	3%	2'½≡	6 732F	3%	佑	4 529	3%	⅛4	3 770
	10.40	IU-E7 S	2 ⅞ PAC²	3¼	ι½	3 424P	3%	%	3 424	3¼	%	3 424
泓	10.40	EU-X95	NC31	4¼	2	7 895P	3%	⅜	5 726	3%		4 969
	10.40	EU-X95	2⅞SL-H90²	3.絡	2¾a	6 732P	3%	¾	5 702	3%		4 915
2%	10. 40	EU-GKi5	NC31	4¼	2	7 895P	3%	%	6 IlO	3%	喝	5 345
2%	IO₄ 40	EU-Sl35	NC31	4%	1⅝	10 086P	4%	%	7 694	4		6 £93

GB、T 24956I2≡O

⑴	⑵	(3)	⑷	⑸	(6)	(7)	(8)	(9)	(10)	(11)	(12)	(13)
	钻杆数据			新钻杆接头数据				一级			二级
公称尺寸 in	公称重量 lb∕ft	加厚类型和钢级	连接	径外新	新内径 ItI	上扣扭矩B ft - Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 fτ< Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft ∙ Ib
3¼	9,5。	EU-E75	NC38	4宿	3	7 595P	4*⅛ 4%	⅛	5 773	4%	3/ /32	4 797
	9.50	EU-E75	NC38	4%	2%	10 843P	4*⅛ 4%	¼	5 773	4%	徭	4 797
	9.50	EU-E75	3 另 OHLW	4%	3	1 082P	佻	¼	5 340	4¼	7 t /64	4 868
	9. 50	EU-E75	3¼SL-H9O	4%	3	7 469F	4%	*	5 521	4%		5 003
3¼	13. 30	EU-E75	NC38	4%	2%	10 843P	4¼	%	7 274	4¼	¾4	S 268
	13.30	IU-E75	NC3 *	4¼	2¼	7 074P	4	%	6 893	3'⅛	以4	6 IlO
	13.30	EU-E75	彩 OHSW	4%	2%	10 300F	4*⅛	⅛	7 278	4%	%	6 299
	13. 30	EU-E75	3½H90	5¼	2亥	14 O43P	4%	⅛	7 064	4男		6 487
	13.30	EU-X95	NC38	5	2⅛	12 057P	4%	^T?32	8 822	4%	⅜	7 785
	13. 30	EU-X95	3¼SL-H90²	4%	2%	11 073P	4%	%	8 742	4%	%	7 647
	13. 30	EU-X95	3½H90	5¼	2¾	14 043P	4⅝	%	8 826	4⅜	*	7 646
3¼	13_t 30	EU-G105	NC38	5	2⅞	13 22LP	4%	¼	9 879	4^l¾≡ 4% 4%	%	8 822
3近	13.30	EU-Sl 35	NC4Q	5%	2⅞	17 858F	5		12 569			10 768
	13.30	EU-SI35	NC38	5	2拓	15 902P	4% 4%	²‰	12 614		%	10 957
3¼	15.50	EU-E75	NC38	5	2⅞	12 057P	4% 4%	⅛	7 785	4¹⅛		6 769
3¼	15. 50	EU-X95	NC38	5	2¼	13 221P	4%	¼	9 S79	4%	⅛≡	8 822
3¼	15. 50	EU-GIO5	NC38	5	2¼	15 902P	4¾	為	10 957	4%	%	9 348
	15. 50	EU-GIO5	NC40	5¼	2%	16 616P	4%	¼	11 363	4%	%	9 595
3¼	15. 50	EU-SI35	NC40	5扬	2¼	19 616P	5³⅛	%	U 419	4%	%	11 963
4	11.85	EU-E75	Ne46	6	3¼	19 937F	5題		7 843	5⁵⅛s	¾4	6 476
	11.85	EU-E75	4WO	5%	3%	17 186P	5佑		7 843	亍扇	%,	6 476
	IL 85	EU-E75	40HLW	5¼	3%	13 186P	5	% 4	7 866	4%	偽	6 593
	11.85	1U-E75	4H90	5½	2%	21 185P	4妩		7 630	4%		6 962
4	14_t 00	IU-E75	NC40	5¼	2%	13 968P	4%	⅛	9 017	4%	⅛	7 877

GB/T 24956—2010

⑴	⑵ .	(3)	⑷	⑸	(6)	(7)	⑻	⑼	(10)	(11)	(12)	(13)
	钻杆数据			新钻杆接头数据				一级			二级
公称尺寸 in	公称重量 lb∕ ft	加厚类型和钢级	连接	新外径 in	新内径 in	上扣扭矩& ft ・ Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft∙ Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft - Ib
	14,00	EU-E75	NC46	6	3¼	19 937P	5%2		9 233	5¹∕22	⅜4	7 843
	14. 00	IU-E75	4SH²	4鲜	2%	9 016P	4%	脇	8 782	4%	%	7 817
	14, 00	EU-E75	40HSW	5.¼	3¼	16 236P	5¼	脇	9 131	5		7 839
	14. 00	IU-E75	4H90	5M	2%	21 185P	4%		8 986	4%	?84	7 630
4	14. LO	IU-X95	NC40	5¼	2%	15 319P	4%		11 363	42⁷½2	%	9 595
	14.00	EU-X95	NC46	6	3¼	19 9§7F	5帰	⅛	11 363	5⅝	论	9 937
	14.00	IU-X95	4H90	5¼	2%	21 185P	5 ¼z	⅛	11 065	4%	爲	9 673
4	14.00	IU-GIO5	NC4Q	5蚯	2⅛	17 858P	5	銘2	12 569	4%	%	10 768
	14. 00	EU-GIO5	NC46	6	3¼	19 937P	5⅞	^IkI	12 813	5%	%	10 647
	14. 00	IU-GIo5	4H90	5¼	2%	21 185P	5,扇	治	12 481	5題	K	11 065
4	14,0。	EU-SI35	NC46	6	3	23 399P	5%	%	15 787	5½	¼	14 288
4	15. 70	IU-E75	NC40	5¼	2%	15 319P	4%		10 179	4%	%	8 444
	15. 70	EU-E75	NC46	6	孕	19 937P	5*	¾3	9 937	5¼		8 535
	15, 70	1U-E75	4H90	5%	2%	21 185P	4%		9 673	4%	⅛	8 305
4	15. 70	IU-X95	NC40	5%	2⅛	17 858 P	5		12 569	4%	%	W 768
	15. 70	EU-X95	NC46	6	3	23 399F	5站		12 813	5%		10 647
	15. 70	IU-X95	4H90	5¼	2%	21 185P	5³∕32		12 481	5¹∕32	⅛	11 065
4	15.70	EU-Glo5	NC46	6	3	23 399P	5%		13 547	5¾	I編	12 085
	15.70	IU-GlO5	4H90	5¼	2嗤	21 185P	5%	¼	13 922	5%	%	11 770
4	15.70	IU-Sl35	NC46	6	2%	26 982B	5%	%	18 083	5¹⅛	%	15 035
	15.70	EU-SI35	NC46	5	2⅞	25 03 8P	5%	%	18 083	5%	%	15 035
4慾	16.60	IEU-E7 5	4¼FH	6	3	20 620P	59W	%	12 125	5徐	題	10 072
	16. 60	IEU-E7 5	NC46	6¼	3¼	19 937P	5%	%	12 085	5%	%	10 647
	16.60	IEU-E75	4另OHSW	5%	3K	16 162P	5⅞	%	11 862	5%	脇	10 375

GB'T 24956120°

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(I)	<2)	⑶	(4)	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼	(IQ)	(11)	(12)	(13)
	钻杆数据			新钻杆接头数据				- 级			二级
							钻杆接头	備磨内螺纹接	最小外径接	钻杆接头	偏磨内螺级接	最小外径接
公称尺寸	公称重量	加厚类壁		新外径	新内径	上扣扭矩$
			连接				最小外径	头最小台肩厚	头上紧扭矩	最小外径	头最小台肩厚	头上察扭矩
in	lb∕ft	和钢级		in	in	ft ∙ Ib
							in	Ln	ft ∙ Ib	In	in	ft ■ Ib
	16. 60	EU-75	NC50	6%	泓	22 361P	5¾	¾2	11 590	5%	常	10 773
	16. 60	IEU-E75	4¼ H~90	6	3¼	23 126P	5%	⅛	12 215	5%	⁵½s	10 642
4½	16. 60	IEU-X95	4½FH	6	Ξ¼	23 695P	5¼		14 945	5吳	⅛E	12 821
	16. 60	IEU-X95	NC46	6¼	3	19 93?P	5%	%	15 035	5⅞	⁷∕32	12 813
	16. 60	EU-X95	NC50	6聚	.3¼	22 361P	5%		14 92&	5%	%	13 245
	16. 60	IEU-X95	4½H-90	6	3	26 969F	5%	¼	15 441	5%	%	13 013
4¼	16. 60	IEU-GI05	4½FH	6	2¾	23 695P	5¼	%	16 391	5%	¼	14 231
	16. 60	IEU-Gl05	NC46	6¼	3	23 399P	5%	%	16 546	5妬	¼	14 288
	16. 60	EU-GlO5	NC50	6⅜	3为	22 361P	5%	¼	16 633	5%	%	14 082
	16. 60	IEU-GJ 05	4¼H-90	6	3	26 969P	5%	%	16 264	5%	%	14 625
4½	16. 60	IEU-SI35	NC46	6¼	2%	26 615P	5%	%	21 230	5%	%	18 083
	16, 60	EU-Sl 3 5	NC50	6%	3¼	26 674P	6¼	%	21 017	5%	⁹∕32	18 367
4¼	20. 00	IEU-E75	4¼FH	6	3	20 62OP	5%	¼	14 231	5羿	%	12 125
	20. 00	IEU-E75	NC46	6¼	3	23 399F	5¼	¾	14 288	5%	%	12 085
	20, 00	EU-E75	NC50	6%	S⅝	24 549P	5%	%	14 082	5%	%	12 415
	20. 00	IEU-E7 5	4¼H-90	6	3	26 969P	5%	⅛	13 815	5%	%	12 215
4*	20.00	IEU-X95	4¼FH	6	2½	26 528F	5%	%	17 861	5%	%	15 665
	20.00	IEU-X95	NC46	6K	2%	26 615P	5%	%	18 083	5%	%	15 787
	20,00	EU-X95	NC50	6%	3¼	26 67"	5%	%	17 497	5%	%	15 776
	20,00	IEU-X95	4 该 H-90	6	3	26 與9F	5⅜	%	17 929	5%	¼	15 441
4%	20.00	IEU-Gl 05	NC4&	W	2⅛	29 578F	5%	%	19 644	5%	⅛	17 311
	20,00	EU-GIO5	NC50	6%	3%	26 674F	6爲	⅛	20 127	5%	¼	16 633
伙	20.00	EU-Sl35	NC50	6%	3	34 52OP	6⁷A₃	%	25 569	铲扇	¹⅛	21 914
5	19.50	IEU-E75	NC50	6%	3%	22 361P	5%	%	15 776	5%	%	14 0S2

GB/T 24956—2010

⑴	⑵	(3)	(4)	<5)	(6)	⑺	(8)	(9)	(10)	(11)	<12)	(13)
	钻杆数据			新钻杆接头数据				一级			二级
公称尺寸 in	公称重量 ɪb/ft	加厚类型和钢级	连接	新外径 Ln	新内径 in	上和扭矩& ft ∙ Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内缥级接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft * Ib	钻杆接头最小外径 in	偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in	最小外径接头上紧扭矩 ft・ Ib
5	19.50	IEU-X95	NC50	6⅜	3¼	26 674P	6榛	%	20 127	5%	%	17 497
	19.50	IEU-X95	5H-90	6½	3¼	30 732P	.5%	%	19 862	524	⅛	17 116
5	19.50	IEU-Gl05	NC50	6%	3¼	30 73OP	6題	吳	21 914	6	%	19 244
	19.50	IEU-Gl05	5H-9。	6竖	3	34 805P	5 ²⁵Az	%	21 727	5%	徐	18 940
5	19.50	IEU-Sl35	NC5 O	6%	2%	38 036P	6%	%	28 381	6⅜	%	24 645
	19.50	TEU-SI35	5%FH	7¼	3⅛	43 3处P	6%	⅛	.28 737	6%	%	24 412
5	25.60	IEU-E75	NC50	6%	3¼	26 674P	6愿	%	20 127	5%	%	17 497
	25.60	IEU-E75	5,¼FH	7	3¼,	37 742B	6%	¼	.20 205	6%	¹⅜₄	17 127
5	25.60	IE5X95	NC50	6添	3	34 520P	6 % 2	%	,25 569	6徐	%	21 914
	25.60	IEU-X95	5妬FH	7	3¼	37 742B	6%	%	25 483	6%		22 294
5	25.6。	IEU-GI05	NC50	6靈	2¾	38 036P	6徐	¼	27 437	6%	⅜	23 728
	25,60	IEU-GI05	5切FH	7¼	该	43 328P	6%	%	27 645	6%	⅝	24 412
5	25. 60	IEU-SI35	5¼FH	7¼	3¼	47 230B	6%	%	35 446	6%	^l¾₃	30 943
5¼	21.90	IEU-E75	5捌FH	7	4	33 412P	6¹⅛	%	19 172	6%	喝	17 127
5务	21.90	IEUX95	5妬FH	7	3.¼	37 742B	6%	%	24 412	6%	%	21 246
	21.90	IEU-X95	5¼H-90	7	3.½	34 820F	6法	%	24 414	6%	为	21 349
5妬	21.90	IEU-GI05	5妩FH	7¼	3⅛	43 328_JP	6ⁱ%	Z3/ /54	27 645	6¹‰	%	23 350
5扬	21.90	IEU-SI35	5¼FH	VA	3	52 059P	6%	%	35 446	6%	¹¾2	30 943
5扬	24.70	IEU-E75	5妩FH	7	4	33 412P	6%	%2	22 294	θ¹⅛2	%	19 172
5½	24,70	IEU-X95	5扬FH	7 H	3½	43 328P	6嘔	%	27 645	6∣偽	%	23 350
5¼	24,70	IEU-Gl05	5¼FH	7¼	3½	43 328P	6眺扇	%	29 836	6%	¹⅛?	26 560
5½	24,70	IEU-Sl 35	5¼FH	1½	3	52 O59P	7愼	%	38 901	6%	%	33 18。
6%	25.20	IEU-E75	6%FH	8	5	43 934P	7%	¼	26 810	7%	%2	24 100
		IEU-X95	6⅝FH	8	5	43 934F	7%		35 139	7½		29 552

GB、T 24956120^s

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⑴

⑵

⑶

⑷

⑸

⑹

⑺

(8)

⑼

(10)

(11)

¢12)

(13)

钻杆数据

新钻杆接头数据

一级

二级

公称尺寸 in

公称重量 lb∕ft

加厚类型和钢级

连接

新外径 in

新内径 in

上扣扭矩6 ft - Ib

钻杆接头

最小外径

偏磨内螺纹接头最小台肩厚 in

景小外径接

头上紧扭矩

ft - Ib

钻杆接头

最小外径

偏磨内螺纹接

头最小台肩厚 in

最小外径接

头上紧扭矩

ft ∙ Ib

IEU-GI05

6% FH

8¼

4⅜

51 280P

37 983

33 730

IEU-Sl35

6⅜FH

8½

4¼

65 012P

48 204

7¾

42 312

6⅝

27. 70

IEU-E75

6MFH

43 934F

7⅛

題

29 552

7*¾2

25 451

IEU-X95

6%FH

8¼

4¾

51 28OP

37 983

7⅜

32 329

IEU-GI05

6%FH

8¼

51 28OP

40 860

7³⅛

23/ ⅛4

36 556

IEU-SI35

6%FH

8½

4¼

65 012P

■；,

52 714

45 241

GB/T 24956—2010

¹因特殊需要,使用外色小于表中所列值也是允许的。

²所示尺寸的钻杆接头所具有的扭转屈服比值比通常使用的0.80小.

3推荐的上紧扭矩基于72 000 _PSl应力计算•

⁴在新的和已磨损的两种钻杆接头的抗扭矩计算中，都不考虑钻杆接头台肩的倒角’

这个厚度测量应在由锥口部分的内径到不考虑倒角的内螺纹连接外径的端平面内进行。

^S外径小于APl倒角直径的任何钻杆接头应在内螺纹连接台肩的外径处和内径处及外螺纹连接台肩的外径处各有一最小的徐in深X45°的倒角。

6 F=外螺纹连接限定,B=内螺纹连接限定•

"规定尺寸的钻杆接头要求其抗扭强度与它所连接的钻杆抗扭强度相匹配,这些钻杆接头足以适用于所有应用.抗扭强度比钻杆低得多的钻杼接头可以适用于许多钻井应用.

译者注:英文原文中，除 W 夕卜,其他均未在表中注明。

衰11浮力系数

(1)	⑵	(3)	(1)		(3)
钻井液密度	钻井液密度	浮力系数	钻井液密度	钻井液密度	浮力系数
lb∕gal	lb∕ft^a	Kb	lb/gal	lb∕ft³	Kb
8.4	62. 84	0.872	14.0	104.73	0.786
8.6	64. 33	0.869	14.2	106.22	0.783
8.8	65. 83	0.866	14. 4	107.72	0.780
			14, 6	109. 22	0.777
9,0	67. 32	0.862	14.8	110.71	0.774
9.2	68, 82	0.859
9.4	70. 32	0.856	15.0	112.21	0,771
9.6	71. 81	0,853	15,2	113.70	0.768
9∙8	73. 31	0. 850	15, 4	115.20	0.765
			15.6	116.7。	0.762
10.0	74.80	0. 847 '	15. 8	118.19	0.759
10.2	76. 30	0. 844
10.4	77.80	0. 841	16.σ	119.69	0. 756
10. 6	79. 29	0. 838	16, 2	121.18	0. 752
10. 8	80. 79	0. 835	16. 4	122. 68	0, 749
			16. 6	124,18	0. 746
11. 0	82. 29	0. 832	16.8	125.67	0. 743
11,2	83. 78	0. 829
11.4	85. 28	0. 826	17.0	127.17	0. 740
11. 6	86. 77	0. 823	17. 2	12& 66	0, 737
11.8	88. 27	0. 820	17.4	130.16	CL 734
		*	17.6	131. 66	0. 731
12, D	89. 77	0.817	17.8	133.15	0. 728
12, 2	91. 26	0.814
12. 4	92. 76	0.811	18.0	134,65	0. 725
12. 6	94. 25	0.807	18.5	138.39	0. 717
12. 8	95. 75	0. 804	19,0	142.13	0. 710
13. 0	97. 25	0. 801	19.5	145.87	0. 702
13.2	98. 74	0.798
13.4	100.24	0. 795	20.0	149.61	O_l 594
13. 6	Ii)1.74,	0. 792
13. 8	103.23	0. 789

表12旋转台肩连接互换表

通用名称		外螺纹基面直径（带锥度） in	螺纹数 1/m	锥度 Ln/ft	螺纹牙型】	相同的或可互换的连接
类型	尺寸	外螺纹基面直径（带锥度） in	螺纹数 1/m	锥度 Ln/ft	螺纹牙型】	相同的或可互换的连接
内平（IF）	2%	2.876	4	2	V-0. 065	2%小眼型
					(V-0. 038R)	NC26之
	2 M	3. 391	4	2	V-0. 065	3終小眼型
					(V-0.038R)	NC31²
	3¼	4.016	4	2	V-0. 065	4%小眼型
					(V-0. 038R)	NC38^z

表12 (续)

__		外螺纹基面直径（带锥度〉 in	螺纹数 Vin	锥度讪任	螺纹牙型L	相同的或可互换的连接
类型	尺寸	外螺纹基面直径（带锥度〉 in	螺纹数 Vin	锥度讪任	螺纹牙型L	相同的或可互换的连接
	4	4-834	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	4坯加大贯眼型 NC46²
	4対	丄250	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	5M大贯眼型 NC50² 5奶双流线型
贯眼（FH）	4	4. 280	4	2	V-0. 065 CV-O. 038R)	4K双流线型 NC40≡
加大贯眼（XH）（EH）	2⅞	3. 327	4	2	V-0.065 (V-0.038R)	3K双流线型
	3½	3. 812	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	4小眼型 4兵外平型
	4½	4, 834	4	2	V-0.065 (V-0.038R)	4内平型 NC46，
	5	5. 250	4	2	V-O.06S (V-0.038R)	4%内平型 NC50^z5終"双流线型
小眼（SH）	2如	2. 876	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	2%内平型 NC26≡
	3½	3. 391	4	2	V-0. 065 (V-O_io38R)	内平型 NC31≡
	4	3.812	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	3妬加大贯眼型 4%外平型
	4域	4,016	4	2	V-0. 065 (V-0.038R)	3男内平型 NC38≡
双流线（DSL）	3½	3- 327	4	2	V-0.065 (V-0.038R>	2为加大贯眼型
	4%	4. 280	4	2	V-0. 065 (V-0. O38R}	4贯眼型 Ne4护
	5男	5. 250	4	2	V-0. 065 CV-0.038R)	4%内平型 5加大贯眼型 NC50，
数字（NC）	26	2,876	4	2	V-0.038R	2%内平型 2%小眼型
	31	3,391	4	2	V-0.038R	2%内平型 3«小眼型
	38	4.016	4	2	V-0. 038R	3X内平型 4必小眼型
	40	4. 280	4	2	V-O_T 038R	4贯眼型 4亮双流线型
	46	4.834	4	2	V-0.038R	4内平型 4妩加大贯眼型

表12 (续)

.Ξ

3.000

二

推荐上繁扭矩

抗扭强度 ft-Lb

3,250

Ifl

通用名称		外螺纹基面直径（带锥度） Ln	螺纹数 ]_Z^Zin	锥度 in/ft	螺纹牙型'	相同的或可互换的连接
类型	尺寸	外螺纹基面直径（带锥度） Ln	螺纹数 ]_Z^Zin	锥度 in/ft	螺纹牙型'	相同的或可互换的连接
	50	5.250	4	2	V-O. 038R	4兑内平型 5加大贯眼型
外平（EF）	4 M	3.812	4	2	V-O, 065 (V-0.038R)	4小眼型 3%切大贯眼型
¹具有所示两种螺纹牙型的连接可按任一种螺纹牙型加工而不影响计量和互换性。 ²数字型连接（NC）只可按V∙Q038R螺纹牙型加工e

外■统接头内S/in

圏1 NC26接头的抗扭强度和上紧扭矩

图2 2%OH接头的抗扭强度和上紧扭矩

图3 2⅜WD接头的抗扭强度和上紧扭矩

3. 375

2.875

3. 125

S ' S ^,

LfS r-

外螺纹接头内径/in

OOON

图4 2⅜SLH90接头的抗扭强度和上紧扭矩

Oo=

ODg-

^s7∙I

外媒纹接头内径/in

≡ 5 2%PAC接头的抗扭强度和上紧扭矩

XSOC

3.750

4,250

爰 I S

O Z

N e4

图6 NC31接头的抗扭强度和上紧扭矩

≡∖^ai3fc*覇格*&

009≡斗 0=II b

I—一H—一 L O - O - O 6 O - 5 2 0 7

009^t-I 出富S≡

0Q9-_

7 OOMT¹H邑 8

推荐上策扭矩

ft√b

L^sz∙I 2

4.250 g

3. 250

i i -' I ' 宙

外■纹接头内⅛∕in

≡ 7 2⅞SLH90 ⅛头的抗扭强度和上紧扭矩

4.000

3.750

3. 500

图8

Ln c4

Ooo"

外螺纹接头内径/in

2⅞WO接头的抗扭强度和上紧扭矩

图9 2⅞OH接头的抗扭强度和上紧扭矩

图10 2%PAC接头的抗扭强度和上紧扭矩

5. 125

4. 875

4. 625

4. 375

推荐上緊扭矩

4. 125

009 .Z

抗扭融E ft-Ib

Os^b-N

Ooo.«

OSZ"

外*接头内径/E

S 11 NC38S6头的抗扭强度和上紧扭矩

S m o

推荐上緊扭矩

昌.N

Oog +^N

抗扭强度 ft∙lb

9 12 3½SLH90 ⅛头的抗扭强度和上紧扭矩

图13 3½FH接头的抗扭强度和上紧扭矩

4. 876

4. 625

4. 375

^u,κlg∙z

外■敦接头内e/m

图14 3%OH接头的抗扭强度和上紧扭矩

≡亩泰^asaw

外鼻敛接头内笹/in

图15 3%PAC接头的抗扭强度和上緊扭矩

图16 3%XH接头的抗扭强度和上紧扭矩

5. 500

4. 500

5.250

5,000

Doooe-

00^os

推荐上紧扭矩

ft-Ib

抗扭强度 fblb

Ξ3

OgZ

S 17 NC4Q接头的抗扭强度和上紧扭矩

4.625

5. 375

5.125

5. 625

0g^t-・E

Og^t-N

图18 4inH90接头的抗扭强度和上紧扭矩

5. 750 ™X

≡

r-1----o'

E O

_LB σs

5.500

5.250

5. 000

4. 750

S æ

•密 Ξ 推荐上縈报矩I ð-lb

，角

抗扭强度

ft∙lb

Oos

外■我挨头内径/in

≡ 19 4inOH接头的抗扭强度和上紧扭矩

6. 500

6.250

6.000

5. 750

5. 250

推君上暈扭楚

抗扭强度

ft-Ib

Z E

5.000

§ ¹ S ¹ S ¹ S ¹ S ¹ 8 ¹ S ¹ ≡

外蝠纹搜头l⅛e∕m

OS √

BB 20 NC46接头的抗扭强度和上験扭矩

6.25。

6.000

毎

∙≡∖⁸ⁱ^**^w∙M

5.750

5. 500

5.250

5.000 L

二

6. OOO

推荐上兼扭短 ft*lb

oo⅞^γ-^m*oos

Ooogg+000 府

0^su,--

0≡⁸'^ols為

虽目埼0006

抗扭强度 ft∙lb

OS 宏

OoOOS

f MA

≡ SSSSg

q — 25 Z ι⅛ r-

NM σi o⅛ s*5 W

外螺⅛t接头内径/in

4%FH接头的抗扭强度和上紧扭矩

5.750

5.500

5.250

5.000

30 00θ3 28 ʃl L37nrwι^t4H∩		P37 5OO 5 000
		TiS ðj	00^30 000 庐7 500 房 OoO I	st≡a ft∙lb _S-___	度
		推春上素扭4 ft* Ib	IrOooST OOG 91 0 8T L皿 ___■	_OOOOg WQ₀₀₀f2≡≠ooseι	F ■ M000 »0 I
____________L___________	_	—J_	___L__	O .,一.L一—	9 00OJ -7 500^^2; ? 000^^ 00寸

OOO ∙^m图

OSS

005 ."

^sr-"

i√

外■紋接头内⅛∕⅛

22 4½H90接釜的抗扭强度和上紧扭矩

-^sr^si-*^w4s*M

外療敍接头内径/仍

23 4½OH接头（标准重■）的抗扭强度和上紧扭矩

6. 750

6. 500

oo?倒

≡Q^s

6, 250

08 ⅞-

国g'

推荐上紧扭矩 ft-ɪb

抗扭强度 ft-lb

6.000

5. 750

O O

S 03

—S.

O Q

S ¹ S

IM In

外螺纹接头内½∕in

S I S r- o

tn √

图24 NCSD接头的抗扭强度和上景刼矩

6. 500 L

os^r-∙z

8 岑

毎O

Ll世法

推荐上紧搜矩

ft-Ib

Q 畠 §⁵i 丄 08 S^OoO 黑 08 物畜

OooE

¹ S ⁱ

Lra

外鼻纹接头内SZin

S f-c∙i

抗扭强度 ft∙lb

^st-F 08

-OS √

OSZ彳

图25 5½FH接头的抗扭强度和上紧扭矩

5钻铤的性能

5. 1表13包括APl尺寸和非APl尺寸范围中内、外径组合的钻铤重量。表中的数据可以为计算复合或非标准钻铤柱的钻铤重量提供基础数据。

5.2旋肩式钻铤连接的推荐上紧扭矩列于表14。各种连接类型和常用内、外径钻铤的推荐上紧扭矩都列于表内，此外还包括每种连接尺寸⅛t类型其薄弱部分（外螺纹端和内螺纹端）的标注.

5.3许多钻铤连接失效都是弯曲应力而不是扭转应力作用的结果。图26〜图32可以用来确定新钻铤最合适的连接或者选择用于外径已磨损钻铤的新连接。

5.4抗弯强度比为2.50： 1的连接是通用的平衡连接的平均值。然而，依据钻井条件，3. 20：1到 1.9 ^! 1之间的变化均可用。

5.5由于内螺纹连接外径比外螺纹连接内径磨损得快，因此抗弯强度比也相应降低。当抗弯强度比降到2. 00 ： 1以下时,则可能出现连接故障,如内螺纹连接胀扣，内螺纹连接开裂,或内螺纹最后啮合处发生疲劳裂纹。

5.6适合一个作业区的最小抗弯强度比可能在另一个作业区不适用。在确定特定作业区及特定作业类型的最小抗弯强度比时，应该考虑当地处理最近破坏情况的作业实践经验。

5-7在利用这些图表时应注意一些其他提示。外螺纹连接末端处必须保留足够的台肩宽度和截面积. 对于所有连接，抗弯强度比的计算都以标准尺寸为基础。

5.8实际测量的内径和图26〜图32中内径略有微小差别无关紧要，但一定要选择最接近测量内径的图形.

5.9图26〜图32中的曲线是通过使用截面模数（Z）计算得到的抗弯强度比来确定的。截面模数是截面抵抗可能受到的任何弯曲力矩能力的度量。曲线中未考虑应力释放的效果,所应用公式的推导和算例见A. IO_o ■

6方钻杆的性能

6, 1 方钻杆制造成具有四方形或正六边形的驱动外形结构。API SPeC 7中标题为•四方钻杆”和“六方钻杆”的表2和表3给■出了其尺寸。

6.2四方钻杆的驱动部分采用锻造或机加工而成。锻造的方钻杆,其驱动部分经正火和回火处理,两端经淬火和回火处理。

6.3六方钻杆或全机加工四方钻杆由圆钢机加工而成。其可采用以下任一热处理方式。

6. 3.1在机加工之前，圆钢全部经淬火和回火处理。

6. 3.2或者驱动部分经正火和回火处理,两端经淬火和回火处理。

应注意的是，回火到同一硬度水平时，整体淬火的驱动部分所具有的最小抗拉强度比IE火要高。对

于同一硬度水平,两种情况下的最终抗拉强度可视为相同•

裏 13 ⅛⅛M**(S?) Ib/ft

⑴	<≡)	⑶	⑷	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼	(U))	ClD	(12)	(13)	(14)
/!_rl _____________							内径/in
7Γ-∣X∕ιn -------- 1		IX	1½		2	2¼	2½		3	3%	3%	3%	4
2⅞	19	18	16
3	21	20	18
3¼	22	22	20
3¼	26	24	22
3%	30	29	27
3%	35	33	32
4	40	39	37	35	32	29
4¼	43	41	39	37	35	32
4¼	46	44	42	40	38	35
仪	51	50	48	46	43	41
4妄			54	52	50	47	44
5			61	59	56	53	50
5¼			68	65	63	60	57
5X			75	73	70	67	64	60
5%			82	80	78	75	72	67	64	60
6			90	88	85	83	79	75	72	68
6*			98	9。	94	91	8S	83	80	76	72
6¼			107	105	102	99	96	91	89	85	80
			116	114	Ill	108	105	LOO	98	93	89
7			125	123	120	117	114	Iio	107	103	98	93	84
7¼			134	132	130	127	124	119	116	112	108	103	93
7¼			144	142	139	137	133	129	126	122	117	113	102
7¾			154	152	150	147	144	139	剛	132	128	123	112
8			165	163	160	157	154	J 50	147	143	138	133	122
8¼			176	174	171	168	165	160	158	154	149	144	133
8¼			187	185	182	179	176	172	16&	165	160	155	150
9			210	208	206	203	200	195	192	188	184	179	174
9%			234	232	230	227	224	220	216	212	209	206	198
9井			248	245	243	240	237	232	229	225	221	216	211
IO			251	259 .	257	254	251	246	343	239	235	230	225
11			317	315	313	310	307	302	299	295	291	286	281
12			379	377	374	371	368	364	361	357	352	347	342
注，AFl标准钻艇尺寸参考API Spec?中的表13						§
	对于特殊形状的钻铤,可向制造厂査询重量的减小值						-

表14钻铤旋肩式接头推荐上紧扭矩'

(本表用法见表下备注)

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)	(9) (IO)	(11)	(12)	(13)	(14)	(15)
	接头							最小上紧扭矩7(h ∙ Ib)

钻铤内径/in

尺寸/in

连揍类型

外径/in

2¼

2½

ɜX

3½

APl

NC23

*2 508

* 2 508

3¼

* 3 330

2 647

3¼

4 000

3 387

2 647

2⅜

Reg

* 2 241

1 749

* 3 028

2 574

1 749

3¼

3 285

2 574

1 749

2⅛

PAC3

* 3 797

2 926

3¼

* 4 966

4 151

2 926

3¼

5 206

4 151

2 926

2⅜

APlIF

3¼

* 4 606

*4 606

3 697

APl

NC26

3⅜

5 501

4 668

3 697

2⅞

Reg

* 3 838

5 766

4 951

4 002

5 766

4 951

4 002

小眼

2券

加大贯眼

3⅜

* 4 089

»4 089

3必

双流线

* 5 352

2⅜

议眼

4¼

* 8 059

7 433

2⅞

APIIF

3⅞

* 4 640

*4 640

* 4 640

API

NC31

4¼

* 7 390

* 1 390

* 7 390

6 853

3¼

Reg

4苗

* 6 466

5 685

4¼

* 7 886

7 115

5 685

10 471

9 514

8 394

7 115

5 685

3近

小眼

4¼

# 8 858

8 161

6 853

5 391

GB、T 2495612CHO

⑴	⑵	⑶	⑷	(5)	⑹	<7)	(8)	(9)	(IO)	ClD	(12)	(13)	¢14)	(15)
	接头							最小上紧扭矩7(ft∙ Ib)
尺寸/in	连接类型	外径/in						钻银内径/m
尺寸/in	连接类型	外径/in	1	1¼		1%	2	2¼	2¼	2%	3	3¼	3¼	3缗
		4½		10 286	9 307	8 161	6 853	5 391
API	NC35	4¼				* 9 038	* 9 038	* 9 038	7 411
		4⅜				12 273	10 826	9 202	7 411
		5				12 273	10 826	9 202	7 411
3½	加大贯眼	4¼				*5 161	* 5 161	*5 161	* 5 161
4	小眼	4½				*B 479	*8 479	* 8 479	8 311
3K	议眼	4¾				* 12 074	卩803	10 144	8 311
		5				13 283	11 803	10 144	8 311
		5¼				13 2 S3	IL 803	10 144	8 311
3¼	APIIF	4%				*9 986	* 9 986	* 9 986	* 9 986	8 315
APl	NC38	5				* 13 949	* 13 949	12 907	10 977	8 315
4¼	小眼	5¼				16 207	14 643	12 907	10 977	8 315
		5必				16 2Q7	14 643	12 907	10 977	8 315
3¼	H-90⁴	4%				* 8 786	* 8 786	* 8 786	* 8 786	* 8 786
		5				* 12 794	* 12 794	* 12 794	* 12 794	10 408
		5¼				* 17 094	16 929	15 137	13 151	10 408
		5¼				18 522	16 929	15 137	13 151	10 408
4	FH	5				* 10 910	* 10 910	* 10 910	* 10 910	* 10 910
API	NC40	5¼				* 15 290	* 15 290	* 15 290	14 969	12 125
4	议眼	5½				* 19 985	18 886	17 028	14 969	12 125
4妬	双流线	5%				20 539	18 886	17 028	14 969	12 125
		6				20 539	18 886	17 028	14 969	12 125
4	H-90⁴	5¼				* 12 590	* 12 590	* 12 590	* 12 590	* 12 590
		5¼				* 17 401	* 17 401	* 17 401	* 17 401	Ie 536
		5%				*22 531	* 22 531	21 714	19 543	16 536

GB/T 24956—2010

⑴

⑵

⑶

(4)

(5)

(6)

⑺

(8)

⑼ (10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

接头

最小上紧扭矩²∕(ft*lb)

尺寸/in

连接类型

外径/in

钻铤内径/in

1½

1多

2% 2¼

3¼

3¾

GB、T 24956I2≡°

		6	25 408	23 671	21 714	19 543	16 536
		6¼	25 408	23 671	21 714	19 543	16 536
4½	Reg	5¼	* 15 576	* 15 576	* 15 576	* 15 576	* 15 576
		5%	* 20 609	* 20 609	* 20 609	19 601	16 629
		6	25 407	23 686	21,749	19 601	16 629
		6¼	25 407	23 686 f	21 749	19 601	16 629
APl	NC44	5¾	* 20 895	* 20 895	* 20 895	* 20 895	18 161
		6	* 26 453	25 510	23 493	21 257	18 161
		6¼	27 300	25 510	23 493	21 257	18 161
		6妬,	27 300	25 510	23 493	21 257	18 161
4¼	APl FH	5½		* 12 973	* 12 973	* 12 973	* 12 973	* 12 973
		5%		* 18 119	*18 119	* 18 119	* 18 119	17 900
		6		* 23 605	* 23 605	23 028	19 921	17 900
		6¼		27 294	25 272	23 028	19 921	17 900
		6¼		27 294	25 272	23 028	19 921	17 900
4¼	加大贯眼	5驻			* 17 738	* 17 738	* 17 738	• 17 738
API	NC46	6			* 23 422	*23 422	22 426	20 311
4	APIIF	6¼			28 021	25 676	22 426	2。311
4½	半内平	6½			28 021	25 676	22 426	20 311
5	双流线	6%			28 021	..25 676	22 426	20 311
4必	议眼
4¼	H-90⁴	5%			* 18 019	* 18 019	* 18 019	* 18 019
		6			* 23 681	* 23 681	23 159	21 051
		6¼			28 732	26 397	23 159	21 051
		6¼			28 732	26 397	23 159	21 051

(1)

⑵

⑶

⑷

⑸

⑹

⑺

(8)

⑼

(IO)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

接头

最小上紧扭矩²∕(ft∙ Ib)

尺寸/in

连接类型

外径/in

钻铤内径/in

1½

1¼

2¼

3¼

GB/T 24956—2010

		6%	28 732	26 397	23 159	21 051
5	H-90*	6¼	* 25 360	* 25 360	* 25 360	* 25 360	23 988
		6另	* 31 895	*31 895	29 400	27 167	23 988
		6%	35 292	32 825	29 400	27 167	23 988
		7	35 292	32 825	29 400	27 167	23 988
例	APl IF	6¼	* 23 004	* 23 004	* 23 004	* 23 004	* 23 004
API	NC50	6¼	* 29 679	* 29 679	*29 679	* 29 679	26 675
5	加大贯眼	该	* 36 742	35 824	32 277	29 986	26 675
5	议眼	7	38 379	35 824	32 277	29 966	26 675
5¼	双流线	7¼	38 379	35 824	32 277	29 966	26 675
5	半内平	7½	38 379	35 824	32 277	29 966	26 675
5¼	H-90⁴	6%	* 34 508	* 34 508	* 34 508	34 142	30 7S1
		7	* 41 993	40 117	36 501	34 142	30 781
		7¼	42 719	40 117	36 501	34 142	30 781
		7½	42 719	40 117	36 501	34 142	30 781
5½	Reg	6亥	*31 941	*31 941	*31 941	*31 941	30 495
		7	* 39 419	* 39 419	36 235	33 868	30 495
		7¼	42 481	39 866	36 235	33 868	30 495
		7妩	42 481	39 866	36 235	33 868	30 495
5¼	APl FH	7	* 32 762	* 32 762	*32 762	當 32 762	* 32 762
		7¼	* 40 998	* 40 998	* 40 998	* 40 998	* 40 998
		7¼	*49 661	*49 661	47 756	45 190	41 533
		7%	54 515	51 687	47 756	45 190	41 533
API	NC56	7¼		* 40 498	*40 498	* 40 498	*40 498
		7½		* 49 060	48 221	45 680	42 058
		7%		52 115	48 221	45 6SO	42 058
		8		52 115	48 221	45 680	42 058

∕∖ 4 表

(1)	(2)	⑶	⑷	⑸	(6)	(7)	(8)	⑼ (Io)	(11)	(12)	(13)	(14)	(15)
	接头							最小上紫扭矩'/(H・Ib)
尺寸/in	连接类型	外径/in						钻铤内径/in
尺寸/in	连接类型	外径/in	1	L¼	1¼	IX	2	2¼ VA	2%	3	3¼	3½	3虻

GB、T 24956—201。

6%	Reg	7½	* 46 399	* 46 399	*46 399	* 46 399
		7勿	丑 55 627	53 346	50 704	46 936
		8	57 393	53 346	50 704	46 936
		8¼	57 393	53 346	50 704	46 936
6%	H-9Q⁴	7必	* 46 509	*46 509	* 46 509	黄 46 509
		7%	* 55 708	*55 708	S3 629	49 855
		8	60 321	56 273	53 629	49 855
		8¼	60 321	56 273	53 629	49 855
API	NC61	8	*55 131	*55 131	* 55 131	*55 131
		8¼	* 65 438	* 65 438	* 65 438	61 624
		8½	72 67。	68 398	65 607	61 624
		8%	72 670	68 398	65 607	61 624
		9	72 670	68 398	65 607	61 624
5%	APT IF	8	* 56 641	* 56 641	* 56 641	* 56 641	* 56 641
		8%	*67 133	* 67 133	* 67 133	63 381	59 027
		δ¼	74 626	70 277	67 436	63 381	59 027
		SX	74 626	70 277	67 436	63 381	59 027
		9	74 626	70 277	67 436	63 381	59 027
		θ¼	74 626	70 277	67 436	63 381	59 027 .
6海	API FH	8!-⅛	* 67 789	* 67 789	* 67 789	* 67 789	* 67 789	67 184
		8%	* 79 544	* 79 544	* 79 544	76 706	72 102	67 184
		9	88 582	83 992	80 991	76 706	72 102	67 184
		9必	88 582	83 992	80 991	76 706	72 102	67 1S4
		9½	88 582	83 992	80 991	76 706	72 102	67 184
APl	NC70	9	* 75 781	* 75 781	* 75 781	* 75 781	* 75 781	* 75 781
		疚	* 88 802	* 88 802	* 88 802	* 88 802	* 88 802	* 88 802
		9*	* 102 354	* 102 354	* 102 354	IOl 107	96 214	90 984

⑴

⑵

(3)

(4)

⑸

⑹

⑺

(8)

(9)

¢10)

(lɪ)

(12)

(13)

(14)

(⑸

接头

最小上紧扭矩²∕(ft∙ Ib)

尺寸/m

连接类型

外径/in

钻铤内径/in

1½

2¼

2½

3¼

3½

GB/T 24956—2010

	9%	113 710	108 841	105 657	IOl 107	96 214	90 984
	10	113 710	IoS 841	105 657	IOl 107	96 214	90 984
	10¼	113 710	108 841	105 657	IOl 107	96 214	90 984
API	NC77 10	罟 108 194	* 108 194	* 108 194	嘰 108 194	* 108 194	* 108 194
	IQH	* 124 051	* 124 051	* 124 051	* 124 051	* 124 051	* IΞ4 051
	10½	⅛ 140 491	* 140 491	* 140 491	140 488	135 119	129 375
	10¼	154 297	148 965	145 476	14D 488	135 119	129 375
	11	154 297	148 965	145 476	UO 488	135 119	129 375
7	H-90⁴ 8	* 53 454	* 53 454	* 53 454	* 53 454	* S3 454	* 53 454
	8¼	* 63 738	* 63 738	* 63 738	* 63 738	60 971	56 382
	8¼	* 74 478	72 066	69 265	65 267	60 971	56 382
1⅝	Reg 8½	* 60 402	* 60 402	* 60 402	* 60 402	* 60 402	* 60 402
	8¾	* 72 169	* 72 169	*72 169	* 72 169	⅛ 72 169	* 72 169
1⅝	9	* 84 442	* 84 442	⅛ 84 442	84 221	79 536	74 529
	9¼	96 301	91 633	88 580	84 221	79 536	74 529
	9½	96 301	91 633	88 580	84 221	79 536	74 529
7%	H-90⁴ 9	*73 017	* 73 017	* 73 017	* 73 017	* 73 017	* 73 017
	!)¼	« 86 006	炸 86 Q06	*86 006	* 86 QOe	* 86 006	*S6 OOS
	9¼	« 99 508	* 99 50B	* 99 508	* 99 508	* 9!) 508	96 285
8%	Reg 10	* 109 345	* 109 345	* 109 345	* 109 345	⅛ 109 345	* 109 345
	10¼	* 125 263	* 125 263	* 125 263	* 125 263	* 125 263	125 034
	10½	* 141 767	* 141 767	141 134	136 146	130 777	125 034
8%	H-9O⁴ 10¼	* 113 482	* 113 482	* 113 482	* 113 482	* 113 482	* 113 482
	10¼	* 130 063	* 130 063	* 130 063	* 130 063	* 130 063	* 130 063
7	H-90⁴ 8%		* 68 061	* 68 061	67 257	62 845	58 131
	(带低扭矩面) 9		74 235	71 361	67 257	62 845	58 131
7闻	API正规 9¼			* 73 099	* 73 099	# 73 θ!)9	* 73 09.9

(1)	(2)	⑶	⑷	⑸	(6)	(7)	(8)	⑼ (10>	(11)	(12)	(13)	(14)	(15)
	接头							最小上紧扭矩7（ft∙ Ib）
尺寸/in	连接类型	外径/in						钻铤内径/in
尺寸/in	连接类型	外径/in	1	1¼	1梃	IM	2	2% 2¼	2%	3	3¼	3%	3%

〔带低扭矩面）		9¼	* 86 463		* 86 463	82 457	77 289
		9%		91 789	87 292	82 457	77 289
		10		91 789	87 292	82 457	77 289
7冥	H-".	9新	# 91 667	*91 667	*91 667	* 91 667	* 91 667
	（带低扭矩面）	10	* 106 260	* 106 260	* 106 260	* 106 260	* 106 260
		L0¼	.117 112	113 851	109 188	104 171	98 804
		10%	117 112	113 851	109 188	104 171	98 804
8%	Reg	ιo⅜		* 112 883	黄 112 883	* 112 883	* 112 883
	（带低扭矩面）	II		* 130 672	* 130 672	* 130 672	* 130 672
		11¼		147 616	142 430	136 846	130 871
8%	H-90。	10⅜		* 92 960	* 92 960	* 92 960	* 92 960
	（带低扭矩面）	11		* 110 781	* 110 781	* 110 781	* 110 781
		11¼		* 129 203	* 129 203	* 129 203	* 129 203

注意：1.带*号的扭矩数据表明对于相应的外径和内径,薄弱枸件为内蠟纹;其他JB是薄弱构件为外蛾纹的扭矩数据•

2. 在每一组接头公称尺寸和接头类型中，当使用相同外径利内径的钻铤时,扭矩值适用于组中所有连接类型..例如，用于外径3⅛in X内径1% in的钻铤，其连接类型为2吸APlIF、APl NC26利2%小眼连接时具有相同的最小上紧扭矩4 600 ft ∙ lb,且内螺纹为薄弱构件.
3. 上紧扭矩不考虑应力释放.

¹推荐的上紧扭矩的计算基础是,假定所有毬扣和接头使用的螺纹脂含有40%~60%（质量比｝的金属禅细粉或者含60%（质量比）的金属铅细精,并含有总量不超过 0.3%的活性硫（根据SPeC 7附录G中关于有害材料的使用注意），并釆用A.9节中修正的起重螺纹公式进行计算。其次,不论哪个是薄弱构件，内螺纹利外螺纹处的应力均为62 500 psi_o

GB、T 24956l2D^s

2正常扭矩范围是在表例数值的基础上增加10%。较高的扭矩值为在极端条件下使用。

3 2%PAC连接的上紧扭矩是以应力值87 500 PSi和注1中列岀的其他因素为基础计算的。

45
⁴ H90连接的上紧扭矩以应力值56 200 PSi和注1中列出的其他因素为基础计算的-

3.5 3.0 2.0 1.5

泌

5¼

5%

5

4¾

4¼

4X

4

外

径3%

由

W

3

2M

次

t外内轻

3. 5 3. 0 2. 5 2.0 1.5

4°〔近敝值）

3¼OH

3¼FH

3¼FH

NC-3S

3XEH

NC-35

Ξ⅞FH

2%EH

2¼OH

3¼PAC:

2⅜OH

2⅞PΛC

NC-23

2⅜PAC

3¼OH

NC-Sa

NC-S

3¼REG

Ne>26

tmn

2⅞REG

2⅞FH

2%REG

NC-23

2MREG 2% FAC 2MSH

NC-31

按图所示测量钻铤外径和内径,査找相应的扰弯强度比

3飞近似值）

内径

NC-38

3½REG

2⅞EH

2¼OH0 -L i∏

3½PAC

NC-对

2%FH nτrπ ZjiPAC

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

抗弯强度比

3.5 3.0 2.5 2,0 1.5

抗弯强度比

图26内径为1%in和1%in的钻粗抗弯强度比

2内径

4°〈近似值）

NC-4 5

NC-4O-

Ne-38

NC-40

3KH90

hnι≡∣g

NC-38： W

!4½FH

_l3¼FH

3妩EH

NC-35

NC-31

3¼REG

3¼FH

^z3½EH[.

按图所示测量钻铤外径利内径，査找相应的抗弯强度比

NCL26

2>⅛OH

ɪiɪɪɪr^:

NC-35 : ImIrr

3"（近似值）

4⅛H90

内径

5 KFH

LJ-Larɪ,

NC-56

40HJ

NO44

5¼H9O

5½REG

4H9D

4¼REG

Ne-50

5H90

NC-46

EHsHi

：4^FH

" ♦+

4H90

4¼REG-

3¼H9O

3¼OH

2¼FH

2¼EH

泓。H 44441

3¼PAC

3.5 3. 0 2.5 2,0 LS

抗弯强度比

3.5 3.0 2.5 2.0 LS

抗弯强度比

圈27内径为2 in和2% in的钻铤抗弯强度比

2刀内径

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

9¼

就

8为

外泓

径8

7¼

6¾

3.5 3.0 2.5 2.0 1,5

4°（近似值〉

川叩ιι⅛≡带

NC-70

5H90

双REG

6%FH

外

泌

径

3¼EH

NC40

7H90

ħ∞

NC-61

6⅝H90

5 ⅝ REG

4¼FH

3¼H90

,NC-35

Iffil

5 妬 H9。

5 H REG

按图所示测量钻铤外径和内径，査找相应的抗弯强度比

外径

3”（近似值）

内径

5⅛FH

H→i∏

NC-56

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

抗弯强度比

NC-50

4J√H90

NC4⅛¾ 4H&O^t

4¼REG

rπmt

IlW * W HV ■・•・•・・ — •

»・.・.、・・•■・..・、・・・・，1.X.*.・・•，

∣BBB4*⅞aM<*⅛⅝⅜a r・ '>HMi

，.、C■・・■、%・ gM,∙∙∙∙∙4 •・・■，・ ∙∙∙∣

NC38 ' t±⅛ 3%FH

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

抗弯强度比

2】队内径

3.5 3.0

2_u0 1.5

3. 5 3. O 2.5 2.0 1.5

n⅛

n¼

10%

≡⅛

IOK

10¼

5½H9O

8绍

8½

径9¼

外9%

s::::hsu:

捎/REG ^NC50 H

l½H90

5 %】F

按图所示测量钻铤外径和内径,査找相应的抗弯强度比

i NC46

'4¼FH Unttil

6%H90

4H90

3.5 3.0 2. 5 2.0 1. 5

3.5 3. 0 2. S 2.0 1.5

抗弯强度比

图29内径为22Mll的钻铤抗弯强度比

3内径

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

^Tcrg

4°（近似值）

外

径

外径

5⅛IF

1O¾

7⅜H90

NC70

∣7XREG=

6 KFH

NC61

7H9O

5兄IF

按图所示测量钻铤外径和内径，査找相应的抗弯强度比

NC6∏

6MH90

6 % REG

5¼FH

J√C56

NC44

H90 tt⅛

^H90

5½H9O 、牴 ft"H k5%REG

f^rf¹NC46

8妬

S¼

3”（近似值）

内径

8XH9D

HC5。

3.5 3, 0 2,5 2, O I_I 5

抗弯强度比

3.5 3- 0 2.5 2.0 L 5

抗弯强度比

图30内径为3 in的钻能抗弯强度比

3为内径

3X内径

3.5 3. 0 2.5 2.0

11%

11¼

11.K

IQX

10½

外1O¼

径10

9亥

9¼

；7%REG：

1.5

4。（近似Ii）

3.5

B辛，

1. 5

2.5

2. 0

3,0

外径

3”（近似值）

内径

⅛5¼FH

*6 % REG

NC56

5%HgO

5 MREG

5H9O

7%H90

:⅜⅜≡

必H90

NC70'

按图所示测量钻斑外径和内径，査找相应的抗弯强度比

SzξNC61

m⅛e⅞H⅞o

,8%H9C

6%IF

K NC50

3. 5 3.0 2. 5 2. 0 1. 5 3.5 3.0 2,5 2.0 L 5

抗弯强度比抗弯强度比

图31内径为3% in的钻铤抗弯强度比

8⅜H9O

NC77 ^!

8⅝REG

7%REGj

5%FH

5H90

4%OH

按图所示测量钻铤外径和内径,査找相应的抗弯强度比

3.5 3.0 2. 5 2.0 1.5 3.5 3.0 2. 5 2.0 1.5

抗弯强度比抗弯强度比

6.4选择四方或六方钻杆时应该考虑的准则

6-4. 1表15中数据可反映出，在给定套管尺寸的情况下选择合适的方钻杆时，駆动部分为六方钻杆的强度比四方钻杆的强度要大.

例如：要在8 % in的套管中可选择4 ¼ in四方钻杆或5 ¼ in六方钻杆。

应注意的是,这两种方钻杆上的连接一般是相同的，并且如果内径不同，内径较小的方钻杆可能被认为外螺纹连接具有较大的抗拉强度和抗扭强度。

表15方苗杆强度'

⑴		(2)	(3)	(4)	(5)	(6>	(7)	(8)	(9)	(IO)	(11>
方钻杆尺寸和		方钻杆内径	下部外螺纹连接		推荐最小套管	拭拉:强度		抗担强度		抗弯强度	最小屈服时的内压力
类型		方钻杆内径	尺寸和型号	外径	"外径2	下部外螺纹端3	驱动部分	下部外螺纹端	驱动部分	驱动部分的对边	驱动部分
in		in		in	in	Ib	Ib	ft ∙ Ib	ft ∙ Ib	ft ∙ Ib	PSi
2¼		1¼	NC26 (2% IF)	3%	4X	416 000	444 400	9 650	12 300	13 OOO	29 80。
3		1⅜	NC31 (2% IF)	4¼	5½	535 000	582 500	14 450	19 500	22 300	25 500
		2¼	NC38 (3必 TF)	4%	β⅝	724 OoO	725 200	22 700	28 300	34 200	22 200
4 H		2¹≡A	NC46 (4 IF)	6¼	*8%	1 054 000	1 047 OOO	39 350	49 IOO	60 300	19 500
4¼		2%	NC50 (4½ TF)	6⅜	8%	1 375 200	1 047 OOO	55 810	49 IOO	60 300	19 500
5¼		3¼	5½ FH	7	9%	1 609 OOO	1 703 40。	72 950	99 400	117 OOO	20 600
3		1½	NC26 (2% IF)	3%	4妩	356 0∞	540 釦。	8 300	2。4QQ	20 OOO	26 700
3¼		1⅞	NC31 (.2⅛ IF)	4%	5¼	495 OOo	710 OoO	13 400	31 400	31 200	25 500
4¼		2¼	NC38 (3¼ IF)	4炙	6%	724 OOO	1 046 600	22 700	56 600	56 OOO	25 OOO
5M		3	NC46 (4 IF)	6¼	* 8%	960 OOo	1 507 600	35 450	IOl 900	103 OOO	20 600
5¼		3¼	NC50 (4% IF)	6%	8%	1 162 OcIO	1 397 I(JO	46 750	95 500	99 300	20 600
6		3½	5¼ EH	7	9%	1 463000	1 935 500	66 350	149 800	152 500	18 200
1	所有数据都有系数为LO的安全系数，并基于接头的最小抗拉强度为110 000 lb∕in² （淬火和回火处理），驱动
	部分（正火和回火处理）的最小抗拉强度为90 OOO Ib∕in²						而计算的。充分淬火和回火的驱动部分的值要高于表
	中所列的数值。		抗弱强度是以57.7%的最小抗拉强度为基础计算的。
2	方钻杆保护接头的保护胶套和套管的内径之间的间隙也需要仔细检查
3	拉伸面积计算自离外螺纹台肩勿in				的螺纹牙底算起。

6.4.2在给定拉伸载荷条件下，六方驱动部分的应力相对较小。

6- 4. 3由于应力水平较低，根据在给定弯曲载荷条件下失效的周期次数确定的六方驱动部分耐久极限相对要高许多。

6.4.4锻造的四方方钻杆所固有的表面脱碳现象会进一步降低依据给定弯曲载荷条件下失效的循环次数确定的耐久极限。六方钻杆和机加工而成的四方钻杆表面由于进行了切削加工，因此驱动部分一般没有脱碳现象。

6.4.5要消除锻造的四方钻杆所有驱动部分的脱碳现象是不现实的，但为防止驱动部分和端部加厚部分之间产生疲劳裂纹，应消除其间边缘各角的脱碳现象。由圆钢机加工而成的四方方钻杆则可消除脱碳现象。

6.4.6驱动部分的工作寿命直接与方钻杆同方补心的配合有关。在一定的工作寿命期间，四方钻杆的驱动部分通常比六方钻杆的驱动部分允许的间隙要大。现场钻机设备人员通常努力将方钻杆驱动部分和方补心之间的间瞭调整至最小，以将影响方钻杆驱动部分工作寿命的因素减少至最小。新方钻杆配合使用新的滚子补心总成将使方钻杆驱动边棱上产生平的磨损形式，磨损从棱角附近的零宽度点接触开始,磨损宽度随着方钻杆与补心开始磨损而增加，直至达到最大磨损宽度，当达到最大磨损宽度时磨损速率将为最小。图33表明，当新设备的间隙如表16中所示时将预期在方钻杆驱动部分上形成的最大平面磨损宽度。表16和图33、图34中的数据可以用于评价方钻杆和方补心之间的间隙。当新装备投入使用一旦出现明显磨损痕迹后就应立即进行评价。

举例：评价时，5% in六方钻杆磨损痕迹宽度是1.0 in,

这可能存在以下两种情况；

a）若接触角小于8°37',则初始间隙是合理的，磨损不会再加剧。

b）若接触角大于8⁰37^,,则磨损将会继续加剧，说明间隙较推荐值大,应进行修正。

表16产生最大磨觌宽度时方钻杆和方补心之间的接触角

<1>		⑶		⑸	⑹	⑺	⑻	⑼
方钻杆		六方钻杆				四方钻杆
尺寸	最小间隙	接触角	最大间隙	接触角	最小间隙	接触角	最大间隙	接触角
in	in		in		in		in
2¼	—			一	0.015		0. 107	16⁰29^z
3	0. 015		0.060	ll°22^f	0.015	5°39^z	0. 107	15⁰5^,
3¼	0.015	5°16^,	0.060	10^o32^,	0.015		O_I 107	14⁶2^,
4¼	0.015	S	0.060	9W	0.015	4°45'	O_I 123	成36'
泌	0.015	4^o19^j	0.060	8°37^,	0.015	4^d17^z	0.123	12
6	0.015	4^q2^,	0.060	8^d4^,	―.	^ —	一	一

6.5延长方钻杆工作寿命的方法包括将驱动部分重新切削加工到较小的尺寸，以及将上下两端调头使用。

6.5.1重新切削加工

方钻杆重新进行切削加工前,应进行全面探伤，检査疲劳裂纹,并校核尺寸以确保可重新用于磨铤。重新加工方钻杆的强度应与其连接使用的钻杆的强度进行对比〈参见表17驱动部分尺寸和强度）。 6.5.2两端调头

对于要调头的接头而言，原上端太短，而旧的下端直径太小，因此，通常方钻杆的两端必须釆用对焊焊接工艺进行焊接（在残端）。应在每端的加厚部分进行焊接，以保证整个部分拉伸力的完整性和抗疲劳能力。为防止产生裂纹和重新调质焊接部位,必须釆取正确的加热和焊接方法。一

6. 6驱动部分在最小屈服值下的抗内压强度可以根据公式A. 9计算而得。

0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1. 75 2. OO 2.25

最大磨捆布度/in

注：该最大磨损宽度是以表16中的最小和最大间隙和接触角为基础计算的平均磨损宽度，精度在5%以内，

图33新方钻杆——新方补心组合

注：驱动边将形成一个带微小接触角度寛平的磨损情。

图34新方钻杆——新方补心组合

表17重新加工方钻杆'的长度

⑴	(2)	⑶	⑷	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼	(10).
原方钻杆的尺寸和类型	重新加工后的方钻	方钻杆下部外螺纹连接			抗拉强度		抗扭强度		抗弯强度 -〈驱动部分对边）
原方钻杆的尺寸和类型	杆的尺寸和类型	内径	尺寸和类型	外径	下部外螺纹端2	驱动部分	下部外螺纹端	驱动部分	抗弯强度 -〈驱动部分对边）
in	in	in		in	Ib	Ib	{t - Ib	ft . Ib	ft ・ Ib
4¼ 四方	4四方		NCbO (4¼IF)		1 344 200	834 400	55 500	36 200	47 800
4¼ 四方	4四方		NC46 (4IF)	6¼	1 oil 600	834 400	38 300	36 200	47 800
5% 四方	5四方	泌	» 5为IF	泓	1 924 300	1 217 600	92 700	65 000	90 200
泓四方	5四方	3%	5近FH	7	1 356 800	1 217 600	58 900	65 OOO	AO 200
泌六方	砂％2六方	3¼	NC46 (4IF)	6¼	809 SOO	1 077 100	^{30 600}	68 600	74 000
5¼ 六方	5六方	3¼	NC46 (4IF)	ex	809 800	1 196 800	30 600	78 500	83 300
5拓六方	5六方	3¼	NC50 ¢4¼IF)		999 900	1 077 600	40 800	71 100	78 400
6六方	5亥六方	4	5以FH	7 '	1 養9 500	1 443 400	51 300	W9 IQO	119 100
6六方	5弘■六方	4场	5½IF	7拓	1 669 200	1 371 500	80 400	103 800	116 200
注意,	表中所列方钻杆的方补心均可获得■>
ɪ所有强度值的安全系数为1.0,并以接头最小拉伸屈康强度IlO 000 lb∕in≈ （淬火和回火处理），驱动部分最小拉伸屈服强度90 000 Ib∕in%正火和回火处理）为基础计算。充分淬火和回火的驱动部分的强度值应高于表中所列的数据。抗剪强度值是57. 7⅝的最小抗拉强度值。 ²拉伸面釈自离外摞纹台肩％ in的螺纹牙底算起。

7设计计算

7. 1设计参数

为了保证完整地考虑各种因素并简化计算，现提出逐步计算程序。公式的推导可以查阅附录A_P必须确定的设计数据如下：

a）预期使用该钻柱的总井深；

b）井眼尺寸；

C）设计的钻井液密度；

d）要求的抗拉安全系数或拉力余量；

e）要求的抗挤安全系数；

D钻铤的长度、外径、内径和线质量；

g）要求的钻杆规范和检验等级。

7.2特殊设计参数

如果已确定钻柱实际壁厚超出了 APl标准，设计钻柱时可以使用较高的抗拉、抗挤和抗内压值。

7.3钻柱附件

所有钻柱附件,如接头、稳定器、钻具等都应按照APl标准加工连接接头，并对材料进行正确的热处理。

7.4拉伸载荷

钻柱静拉伸载荷设计时,要求每一尺寸、线质量、钢级和类别最顶部的钻杆应具有足够的强度，以承受其下全部钻杆、钻铤、稳定器和钻头在钻井液中的浮重。该载荷可用公式(1)进行计算。钻头和稳定器的重量可以忽略或包括在钻铤重量中。

P = L(L⅛ × W_dP) + ( L_CXWj]K_b ..............................( 1 )

式中：

P-―该段钻杆以下的钻柱浮重,单位为磅Uh)；

L_dP—钻杆长度，单位为英尺(ft)；

L_r—钻铤长度,单位为英尺(ft);

W_dp—钻杆在空气中的线质量，単位为磅每英尺(IbZft)_i

一钻铤在空气中的线质量，单位为磅每英尺(IbZft)_i

Kb—浮力系数(见表11)。

任何浮在或浸没在液体中的物体都受到一个与其排开液体重量相等的浮力作用。这个力趋于降低钻柱的有效重量,并且在高密度钻井液中这个力将相当大。例如，表11中，1 Ib重力浸没在14 lb∕_gal 的钻井液中，浮重仅为0. 786 Ib_O

表2、表4、表6和表8给出了各种尺寸、钢级和检验级别的钻杆的拉伸载荷值。

值得注意的是，这些表中所列抗拉甄度值都是以最小截面积、最小壁厚和最小屈服强度为基础计算的理论数值。APl标准中规定的屈服强優不是材料开始永久变形的具体点，而是已经开始一定变形时的应力。这种变形包括全部弹性变形和部分塑性(永久)变形。若钻杆受载达到表中所给的极限，将可能产生轻微的永久性伸长，则很难使钻杆保持平直。为了避免此情况发生，设计时有时采用一个系数，即表中所列拉伸载荷值的90%,而更多的做法是要求钻杆供应商提供特定钢级钻杆的具体系数。

P_a = P, X 0. 9 ..............................( 2 )

式中：

P. 最大许用设计拉伸载荷,单位为磅(lb)；

P_t—由表查得的理论抗拉强度，单位为磅(Ib)_S

0. 9——屈服强度的相关比例系数.

计算载荷P与最大许用拉伸载荷的差值为拉力余量(MoP)_O

MOP =P_a-F ..............................( 3 )

同样，用一个比值来表达可以称作安全系数(SF)。

SFT ..............................(4)

合理选择安全系数和拉力余量极为重要,并应谨慎。安全系数过小将造成钻杆损坏，而过大又会造成浪费。设计者应考虑该区总体的钻井条件,特别是井眼摩阻和发生阻卡的可能性。设计者还应考虑设计钻杆应用的具体井可承受的风险程度。通常，安全系数还应考虑卡瓦挤压、起下钻加速、减速产生的动载的影响。

只要卡瓦和方补心保持良好，则卡瓦挤坏并不是问题。对钻杆检验分级时也应考虑卡瓦挤坏的影响•

通常，设计者希望确定某一井中使用的特定尺寸、钢级和检验级别的钻杆的最大长度.结合公

57 式（1）和（2）或（3）,得出下列公式：

已 Xo. 9 _ W₁L. =r

SF X vy_rf,, X K_b W_dP ^-^^dP

和/或

P_t X 0.9-MOP W_cL_l. __T

W_it X K_b W_dP -^LJAV

如果钻柱是复合钻柱，即由不同尺寸、钢级或检验级别的钻杆组成，承载能力最低的钻杆应置于钻铤之上，且按如前所示公式计算其最大长度。承载能力较强的钻杆置于较弱的钻杆之上，公式（5）或〈6）中的WL项则由钻铤和钻柱下部钻杆在空气中的总重量替换，由此可计算出承载能力较强钻杆的最大长度。上述公式的应用算例见7. 8。

7.5管外钻井液柱压力引起的外挤压力

在特定工况下，钻杆受到的外挤压力大于内压力。这种情况通常发生在钻杆测试作业期间，且可能造成钻杆管体挤毁。表3、表5、表7和表9计算列出了针对不同尺寸、钢级和级别的钻杆产生挤毁时所需要的压差。为安全起见，一般以一个适当的安全系数去除表中所列的钻杆最小抗挤强度（理论挤毁压力）作为其许用外挤压力。

⅞=^p- ..............................（7）

式中：

PP—表中查得的理论挤毁强度,单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）;

SF—安全系数；

——钻杆许用外挤压力，单位为磅力每平方英寸（lbf∕in² "

当钻杆内外液面相等并且假定钻井液密度为常数时,任意深度的外挤压力都为零，即没有压差。但是,如果管内中空，则实际外挤压力由下击计算。

P = LWg .......................

U — 19. 251

或 R=需

式中：

P。——-净外挤压力，单位为磅力每平方英寸（Win²）;

L——净外挤压力作用的深度，单位为英尺（ft）;

Wa——钻井液密度,单位为磅每加仑（IbZgal）；

Wt——钻井液密度,单位为磅每加仑（lb/gal）。

若钻杆管内外液柱高度不一样，或者钻杆管内外液体密度不一样,则可用下列公式：

P —匝—（L —5'

J 19.251-

或 PLwL 打 Ym

式中：

y——钻杆内液面深度,单位为英尺（ft）；

Wg'—钻杆内钻井液密度，单位为磅毎加仑（Ib/gal）_;

W,'——钻杆内钻井液密度，单位为磅毎立方英尺（lb∕ft^a）₀

7-6内压力

钻杆偶尔也会受到较大的净内压力。表3、表5、表7和表9包括了钻杆发生屈服时所需要的不同内压差值,除以适当的安全系数则可作为许用净内压值。

7. 7抗扭强度

在钻斜井、深井、扩眼和处理卡钻事故时,钻杆的抗扭强度计算就显得极其重要。在第8.12章中将进行详细讨论a表2、表4、表6和表8列出了各种尺寸、钢级和级别钻杆的抗扭强度计算值.这些计算的依据见附录A。实际钻井中施加在钻杆上的扭矩很难测量，但可用下式近似计算：

T HP X 5 250 r 1。、

T = FPm ..............................（ *）

式中：

T——传递到钻杆上的扭矩，单位为英尺磅力Mt ∙ Ibf）；

HP——用于旋转钻杆的功率,单位为瓦（WL

RPM——转速，单位为转每分（r∕min）_o

注：施加在钻柱上的扭矩不应超过实际钻杆接头的上紧扭矩"推荐的钻杆接头上紧扭矩如表LQ所示。

7.8典型钻柱设计的算例——以拉力余■为基准

设计参数：

a）深度——12 700 ft；

b）井眼尺寸——7 % in.

C）钻井液密度——10 lb∕gal !

d）拉力余量（MOP）——50 000 lb（假设）

e）抗挤安全系数——1.125（假设）

f>钻铤数据

①长度---630 ft；

® 外径---6¼ in；

③ 内径——2⅛ ins
④ 线质量——90 lb∕ft_o

若钻铤长度未知，则可用下列公式计算：

V__BzZ *_tπ___________

^{C =}^a X NP X K_b X W_c

式中：

L_C——钻铤长度.单位为英尺（ft）；

BiJ--最大钻压,单位为磅Ub） f

α——井斜角，3°;

NP——中和点设计系数（确定中和点位置），如0.85,则指从井底测量中和点位于钻铤长度的85% 处（0.85为假设）；

K_b——浮力系数，见表11,

W^re—钻铤在空气中的线质量，单位为磅每英尺（IbZft）_o

L. = n QgxcT毂X K = 618（∣t）,以单根钻铤长30 ft为准，最接近的钻铤长为63Oft或21

u. y yo ʌ u. OJZXl7, o⅛ ι K

根钻铤。

g）钻杆尺寸：重量和钢级——4必i∏×16. 60 lb∕ftXE75级钢带4/ in钻杆接头，6J< in外径X 3¼ in内径，检验等级为二级。

由式〈5）得：

_T _（P_tl X 0. 9） -MOP W_CL_C

^dpl = W_dBl X K_b W_dPr

=(225 771X0.9) — 5。00。 ^0x630

18,37 X 0.847 ' 18. 37

=9 846- 3 087 =6 759(ft)

显然，为了钻达12 700 ft井深还需更高强度的钻杆，为此增加4奶inX16,60 lb∕ft×X-95级钻杆, 带4⅛ in XII钻杆接头，6% in外径×3 ⅛内径(18. 88 lb∕ft) _J检验等级为一级。

笫一段钻杆和钻铤在空气中的重量：

总 ⅛=(L_d,,₁X‰) + (L_cXW_c) .

=(S 759X18.37) + (630X9。)

= 124 163 + 56 700-180 863<lb)

由式〈5)得：

—=L⅛X. 0.9)-MOP Sg)+ JXWQ

^P W岫XKb W心

329 542 X 0.9 - 50 ,000 180 863

-- ~ - - --------_ς-------- — ― ~~:----- 18. 88 X 0. 847 18. 88

=15 420-9 580=5 841Xft)

这比钻至总井深所要求的钻杆多，所以最终钻柱组成如表18。

表18典型钻柱设计算例最终钻柱组成

钻柱段项目	长度 ft	空气中重量 Ib	在10 lb/gal钻井质中的重量 Ib
钻铤6% m外径X2丛in内径	630	56 700	48 025
第一段钻杆 4½ in× 16. 6 lb∕ft.E75 级钢，检验二级，	6 759	1S4 163	105 166
第二段钻杆 4¼ i□X16.6D lb∕ft,X-95^钢、检验一级	5 311	IOO 272	84 930
总计	12 700	281 135	2SS 121

4扬in X 16. 6 lb∕ft×E75级钢X检验二级钻杆的抗扭强度为20 902 ft ∙ Ib_O4扬in×16.6 lb∕ft×E75级钢X检验二级钻杆的抗挤强度为5 951 lb∕in∖

4切inX16.6 lb∕ft×X-95级钢X检验一级钻杆的抗挤强度为8 868 lb∕in= _a由公式(8〉得：

钻杆底部的压力P_C = (LW_E)/19. 251

L=I2 070 ft,W_e = IOlbZgal

因此，当钻至12 700 ft时，钻柱中有段钻杆的抗挤压力偏小。当管内全掏空钻柱下人至10 183 ft 以下时，应采取预防措施以防钻杆损坏。这个深度可通过公式(8)求钻杆最大长度，并除以抗挤安全系数I"来确定： _

_r _ Pc X 19. 251 . _{I 19ς}LeS =--÷J7--1.5

—5 951 X 19. 251 . _{1 1 9ς}

— 10---------^ 丄∙ ɪ^ɔ

=11 456 ÷ 1, 125 =10 183(ft)

7.9由操作大钳引起的钻杆鸾曲

上扣和卸扣操作时，为防止钻杆管体发生弯曲，钻杆接头应尽可能靠近卡瓦。

当钻杆接头施加推荐的最大上扣或卸扣扭矩时，为防止弯曲，钻杆接头位于卡瓦上方应有一最大高度。决定这个最大高度的因素有许多，其中最应考虑的几个因素：

a）上扣和卸扣时两钳臂之间分开的角度，如图35情况1和情况2所示。情况1表明两钳臂之间成90°,情况2表明两钳臂之间成ISO^o_O

图35为防止上、卸丝扣时钻杆发生斎曲，钻杆接头高于卡瓦的最大高度 b）钻杆本体的最小屈服强度。 C）钳臂长度。

d）推荐的最大上紧扭矩.

Hg= "3YmT（r/C）（情况］） .............................._（I₃）

Hg = °； °38丫乎T Ee）（情况 2） ..............................（ 14 ）

式中：

——钻杆接头台肩距离卡瓦的髙度,单位为英尺〈ft）；

YB—-钻柱管体最小抗拉强度,单位为磅力每平方英寸（lb∕in² ）;

LT——钳臂长度，单位为英尺（任）；

P——猫头绳的拉力（载荷），单位为磅（Ib）;

T——施加在钻杆接头的上紧扭矩,单位为英尺磅力（ft ∙ Ibf）；

IlC——钻杆管体的截面模数,单位为立方英寸（in³）（见表19）。

常数0. 053和0. 038包括了 0. 9的系数可将Y.降低到比例极限（见7. 3）。举例计算

假设：4K in,16. 60 lb∕ft,E级钢钻杆，钻杆接头外径6% in,内径3柘in,4% InXH ,钳臂长3労ft, 钳臂之间成90°（情况1）。

用式（13）：

_Fr _0.。53Ym（VC）LT

ɪɪ max T

Y_Dl = 75 000 lb∕in² （E 级钢）

r∕C=4. 27 2（表 19） Lt = 3. 5 ft T=16 997 ft ∙ lb（来自表 10）

O. 053 × 75 OOO ×4. 27×3. 5 ʌ ..., --------16997------- = "(ft)

8与井料有关的限度

8.1疲劳破坏

多数钻杆都是因疲劳破坏而失效。钻杆在井斜或方位发生变化的井眼中，即通常称为“狗腿”的井眼中旋转时将会产生疲劳。由此产生的疲劳破坏的程度取决于狗腿处钻杆的拉伸载荷和狗腿严重度。

8. 1. 1狗腿处钻杆的拉伸裁荷

举例计算

a）数据

D 4扬in,16. SO lb∕ft,E级铜,2类钻杆（包括钻杆接头在空气中的实际重量为17. 8 lb∕ft）, 外径7対in,内径2% in钻铤（空气中的实际重量为147 lb∕ft）

2）钻井液密度：15 lb∕gal（浮力系数= 0.771）

3）狗腿段井深：3 000 ft

4）设计总井深：11 500 ft

5）钻铤长度MOOft

6）达总井深时钻杆的长度:11 000 ft

7）浮重超过钻压部分钻铤柱的长度；IoO ft

b）计算

狗腿处钻杆的拉伸载荷：

E（II 000 - 3 000） X 17. 8 ÷ 100 X 147] X 0. 771 = 121 124（Ib）

裏19截面模数值

(1)	⑵	⑶
钻杆外径	钻杆公称重量	VC
in	lb∕ft	In^a
2%	4.85	0.66
	6,65	O_t 87
≡⅞	6.85	1.12
	10. 40	1.60
3½	9.5	1. 96
	13. 30	2-57
	15.50	2.92
4	11.85	2.70
	14. 00	3.22
	15. 70	3,58
4%	13. 75	3.59

表19 (续)

(1)	(2)	(3)
钻杆外径	钻籽公称重量	I/C
in	lb∕ft	in³
	16. 60	4. 27
	20. 00	5. 17
	22.82	5. 68
	24. 66	6.03
	25. 50	6.19
5	16. 25	4. 86
	19. 50	5. 71
	25. 60	7. 25
5½	19. 20	6. 11
	21.90	7.03.
	24.70	7. 84
___________6%	25.20	9.79

8.1.2狗膳产重度

钻杆经过狗腿井段的次数，以及钻杆本身的机械尺寸和机械性能。

由于所受拉伸载荷对于钻杆非常重要,深井中上部的狗腿常常造成钻井困难.钻柱旋转提离井底时，悬挂的钻铤会增加附加的拉伸载荷.LUbin_Ski和NiChOISon在发表的论文中已经给TH 了作用在钻杆接头上的力的计算方法和产生疲劳破坏的必要条件,参考图36和图37.值得注意的是,为减少疲劳破坏，必须保持在疲劳曲线左边。SCheCk和WiI_SOn也从设计和钻井施工角度提出了将疲劳破坏减至最小的方法，这些方法对降低疲劳破坏是必要的.

图36〜图38（以及图41〜图43）中的曲线都是针对2类钻杆的，即单根长30 ft的钻杆.钻杆长度

对曲线有一定影响.3类钻杆（45 ft）的疲劳数据也可以获得。钻杼接头外径对图36〜图38中的曲线没有影响，但当钻杆接头外径变小时，曲线延长，以表示接头间钻杆本体与井壁接贏时的情况（图36、图38中的虚线部分），反之亦然。

若使用电子计算器方便，可直接应用以下公式计算，而不用图36和图37的图版：

L 432 000 _v 5b _v tanhKL

^K=JS ..............................E

式中.：

C—最大允许狗腿严重度（井眼曲率），单位为度每10。英尺E（°）∕100 £t];

E——弹性模量,单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）,

=3XIO⁷ lb∕in≈（钢材）；

= 1.05 XlO⁷ lb∕in² （铝材）；

D——钻杆外径,单位为英寸（in）;

L—钻杆接头之间一半的距离,单位为英寸（in）;对于2类钻杆L=I80 in；

注：公式（15）不适用于3类钻杆。

T——狗腿下悬挂的钻柱浮重（包括接头），单位为磅Ub）;

冼一最大允许弯曲应力，单位为磅力每平方英寸（IbW）_i

ʃ——钻杆惯性矩，与直径有关，单位为四次方英寸（in⁴）-根据式17计算。

i = *（D'―成） ..............................（17）

式中：

D——钻杆外径,单位为英寸（in）,

d——钻杆内径,单位为英寸（in）。

最大允许弯曲应力施是用公式（19）和（20）由狗腿处的拉应力&（考虑浮力）计算而得的.&用公式

（18）计算：

况=* ..............................（18）

ʃʌ

式中；

A——钻杆本体的横截面积,单位为平方英寸（in²） _O

对于E级钻杆：

免=19 500 —淑一絲 0l 33 500） ² ..............................（ 19 ）

&值在S7 000 P_Si以内式（19）均适用。

对于S-135级钻杆：

^=^{20 OOO}（^I-U⅛） ..............................^（ZO）

&值在133 400 PSi以内式（20）均适用。

下列公式可以用来代替图38：

_{C =} Io8 000 _x£ ........................................................................（21）

TrL 1

式中F为作用在钻杆接头上的侧向力（图38中为1。0。，2 000或3 000 lb∕in²）,其余符号意义与前述相同.

8-2减少废劳的补救措施

如果井眼已经存在或怀疑狗腿度很大，比较好的做法是将狗腿段扩眼以减少井斜変化的严重度。参考图40,当钻杆在腐蚀性的钻井液中使用时,其疲劳寿命将会大大降低。団于各类水基钻井液体系，若PH值保持在9.5或以上，则可延长钻柱的疲劳寿命。具体参考10.1.4腐蚀的监测方法的描述。

有多种方法可用于钻井液的腐蚀性监测和控制.最常用的监测技术是在钻柱中安装一个腐蚀环（有关此项技术的叙述见API RP 13B-1：水基钻井液现场测试标准程序推荐作法九

狗腿严重度/ LC )∕ιoo ft]

-I<M⅛SM

注：虚线对应的是钻杆在两接头冋与井眼接触的情况，因此可允许的狗腿严重度要大于图板中给的值，

图36 E75钢级钻杆产生疲劳破坏时的狗腿严重度极限

¾KFM∕fΓ )/100 ft]

≤l

B 37引35钢级钻杆产生疲劳破坏时的狗圈严■度极限

狗褪严重度/ [(• )/1OOftj

500

600

注，虚线对应的是钻杆在两接头间与井眼接触的情况，因此可允许的狗腿严重度要大于图板中给的值*

图38作用在钻杆接头上的側向力

700

q一 § u^wfetfiss4tt*"^fβs

8.3累计疲劳破坏的估算

HanSford和LUbinSki已提出了一套用于计算旋转通过严重狗腿的钻杆的累积疲劳破坏的方法（见图39、图40）。尽管还没有足够的现场检验证实该方法应用效果的可靠性,但其作为简单的分析手段可以用来帮助识别一些已经开始损坏的钻杆。下列是用于其他钻速和转速的修正公式：

已使用寿命百分数

=由图39或图4。査得已耗寿命百分数X实睥"_X爺謙踪舛 F）

100

150

在30 tt内_Ci耗寿命百分数

3必4*

100

150

适用于TK i∏.4½ in和5 in E级钻杆转速100 r/ɪnin,钻速10 ft∕h₀

图39渐变狗腿中的疲劳破坏（无腐蚀环境）

适用于扬i∏>4¼ i口和5 in E级钻杆转速100 √miπ,钻速10 ft/丄

图40渐变狗麗中的疲劳破坏（高腐蚀环境）

& 4疲劳钻杆单根的识别

如上所述,没有足够的数据可用来验证8. 3提到的方法估算结果的可靠性。然而，这是目前可用来估算黒计疲劳破坏的唯一方法，并且，如果它可用来识别疲劳钻杆并对疲劳钻杆进行分级，就应该采用. 困难在于识别和记录每根钻杆的疲劳情况。应仔细对经计算使用寿命已达lg%以上的钻杆进行检査，若不降级使用或报废，则应尽可能地严密监查。在没有更可靠的预测疲劳时间方法之前，最终还需靠经验来识别钻杆的疲劳程度。

8.5钻杆本体和钻杆接头的磨损

当钻杆在狗腿处处于拉伸状态时,被相当大的力拉向弯曲的内侧。由此形成的侧向力会加速钻杆和接头的磨损。当地层研磨性较强时,最好是通过控制井斜变化率来限制作用在接头上的侧向力不超过2 OOO Ibf_o根据狗腿处的地层岩性，小于或者大于2 000 Ibf的值均在可用范围内。图38表明作用在钻杆接头上侧的向力为1。0。lbf、2 000 Ibf或3 000 Ibf的曲线。曲线左边侧向力较小；曲线右边侧向力较大。图41〜图44由LUbinSki提岀，给出了 3种常用尺寸钻杆接头和钻杆本体所受到的侧向力。前三个图适用于三种尺寸的2类钻杆；图44适用于5 in,19. 5 lb∕ft,3类钻杆。

8.5. 1曲线1左边的各点（如图41中的A点）表示只有钻杆接头接触井壁而钻杆接头之间的钻杆本体不接触井壁的状况。由于图41所示的是渐变狗腿而非突变狗腿的情况，因此不能解释为钻杆本体一点也不磨损。在一个突变狗腿井段中，两个钻杆接头之间的钻杆部分接触井壁，因而钻杆本体受到磨损，直至狗腿井段变得圆滑渐变为止。

8. 5.2曲线1上各点表示，理论上两接头之间的钻杆中间点与井壁接触,但接触力为零的状况。

8. 5.3曲线1和2之间的各点表示,理论上两接头之间的钻杆仅中间部位与井壁接触,但接触力不为零的状况。这个力由曲线1至曲线2逐渐增大。当然，实际上,钻杆是沿着中间点附近的一小段长度与井壁接触的。

8. 5.4曲线2右边各点表示，理论上钻杆与井壁并不是点接触，而是沿着曲线2右边逐渐增长的螺旋面接触的状况.

在图,41〜图44中，除了曲线1和2外,还有两组曲线：一组表示作用在钻杆接头上的侧向力，另一组表示作用在钻杆本体上的侧向力。以图41为例,B点表示,若狗腿以下钻柱浮重是170 000 Ibf,狗腿严重度（井眼曲率）为10. 1 VlOO ft,则作用在钻杆接头上的侧向力为6 000 Ibf,钻杆本体上的侧向力为 3 000 Ibf_o

3.6钻杆接头的热裂

钻杆接头紧靠着井壁在较大的侧向力情况下旋转.,会由于摩擦热而造成破坏。在较大的径向推力载荷作用下与井壁摩擦,在钻杆接头表面产生的热将使钻杆接头温度升高到其钢材临界温度以上。对这些接头进行金相检验表明，受损区域术同硬度深达至外径表面下％ in。若径向载荷足够大时，当钻杆接头在钻井液介质中旋转时,冷热女替骤变;接头表面就可能出现热裂。这种作用产生许多不规则热裂，通常还伴有较长的轴向裂纹,有时长裂纹甚至会延伸穿过整个接头，由此会在这些裂纹和裂口处造成冲蚀（见1961年《石油技术杂志》中LUbinSki著的“旋转时井眼允许的最大狗腿度”）。因此，控制井斜角使侧向力不超过2 000 Ibf将有助于减轻或消除接头的热裂。

9与浮式钻井船有关的限度

9. 1应尽可能釆取办法以避免钻杆疲劳，即避免在弯曲和拉伸情况下旋转钻柱所产生的交变应力。浮式钻井船上钻井特有的造成钻杆疲劳破坏的两个主要因素是：

9. 1. 1转盘与海底井眼不总是对中。

9. 1.2井架随着浮式钻井船摆动而不总是保持垂直。

9.2本条是针对防止由9.1.2所述因素造成的疲劳。井架在摆动期间倾斜时,钻柱的上端不垂直而转Il 盘以下一定距离的钻杆仍保持垂直，因此钻柱是弯曲的’由于钻杆比方钻杆的刚度小许多，多数弯曲产生在方钻杆以下第一根钻杆上。在题为“钻井平台摆动对方钻杆和钻杆疲劳破坏的影响”的论文中已经研究过此问题，作者是HanSfOrd和LUbinSki。

9.3根据HanSford和LUbinSki的论文，为减少钻柱弯曲及相应的因浮式钻井船摆动而引起的第一根钻杆的疲劳破坏,推荐下列操作措施。

9.3. 1不应使用多平面复合方补心;最好用万向架固定的方钻杆补心或单面滚子方补心。

9.3.2使用加长方钻杆,通过加长刚性大的方钻杆减少易发生严重弯曲的柔性钻杆。以下任意方式均可达到加长方钻杆的目的：

a）对于2类钻杆，推荐使用通常用于3类钻杆的54 ft方钻杆，而不用40 ft长的常规方钻杆。

b）使用特殊制造、比标准长度至少长8 ft的方钻杆。

C）在方钻杆与钻杆之间加一只至少8 ft长的方钻杆保护接头.

9. 3.3若9. 3. 2的方法不能实施，钻井船摆动的最大摆幅又大于5',则应避免带方钻杆提离井底一半以上长时间空转•这里的长时间是指：

a）在钩载大的情况下超过30 min,

b）在钩载小的情况下超过2 h。

9. 3. 4若9.3.2或9. 3. 3都无法实现，则方钻杆以下第一根钻杆应经常更换并报废。

0

15

50

狗腿产M∕[C )∕ιoo ft]

0 5 10

∞⁵⁰

1 ɪ

o0理席

300

---脉在站杆接头上的力

--作用在钻杆木件上的力

图41作用在4% in钻抨接头和3必in、13.3 lb∕ft2类钻杆本体的側向力

涧腿严重度/ EC )∕ιOoftJ

≡00^β-^,∕>^8tsJ-^asκ

300

囲42作用在6/ m钻杆接头和4彩inJ6.6!b∕ft2类钻杆本体的侧向力

图43作用在6⅜ In钻杆接头和5 inJ9. 5 lb∕ft 2类钻杆本体的侧向力

狗腿产重度/［（• ）/1OOftJ

O 5^w

Il 2 ≡ OS SlM

—X

三KM

* -J____

~ZL

1 芸

ZZz

…i伸在钻杆接头上的力

--作用在钻杆本体上的力

300

图44作用在6% in钻杆接头⅛ 5 in,19.5 1b∕ft3类钻杆本体的侧向力

10钻柱腐蚀与硫化物成力开裂

10. 1腐蚀

10.1.1腐蚀剂

腐蚀可定义为材料因环境而改变和性能降低•水基钻井液中影响钻柱材料的主要腐蚀剂是溶解气（包括氧气、二氧化碳和硫化氢）、溶解盐和酸。

10. 1.1.1 氧^

氧是最常见的腐蚀剂。潮湿的环境中它使钢铁生锈，这是最常见的腐蚀形式。氧所引起的均匀腐蚀和凹痕导致侵蚀、扭断和疲劳失效。由于氧溶于水,且大多数钻井液地面系统敞露于大气中，因此,钻柱持续处于这种潜在的严重腐蚀环境之中。

10. 1. 1.2二氧化碳

二氧化碳溶解于水形成弱酸（碳酸），除非PH值保持在6以上,它与其他酸（通过氢析出）一样的方式腐蚀钢铁。PH值较高时，二氧化碳腐蚀破坏与氧化腐蚀破坏类似,但速度较慢。当二氧化碳和氧气同时存在时,其腐蚀速率比单一气体造成腐蚀的速率总和还要高。

钻井液中的二氧化碳可能来自于补充水、含气地层流体侵入、热解的溶解盐和有机钻井液添加剂，或由配浆水或钻井液添加剂中有机材料的细菌作用产生.

10. 1. 1-3硫化氫

硫化氢溶于水形成弱酸,尽管它可能形成凹痕，尤其是在氧气/二氧化碳存在的情况下,但其腐蚀性

较二氧化碳弱。硫化氢非常重要的作用是其对一种称之为硫化物应力开裂的氢脆形式的影响（见10. 2 详细说明）。

钻井液中的硫化氢可能来自于配浆水、含气地层流体侵入、溶解硫酸盐的细菌作用或含硫钻井液添加剂的热解作用。

10. 1. 1.4溶解盐

溶解盐（氯化物、碳酸盐和硫酸盐）能增强钻井液的电导率。由于大多数腐蚀过程都涉及到电化学作用，因此电导率增大会使腐蚀速率增大。由于氧溶解度降低，浓缩的盐溶液通常比稀释溶液的腐蚀性要小。其次,溶解盐也是钻井液中二氧化碳或硫化氧的来源.

钻井液中的溶解盐可能来自于配浆水、地层流体侵入、已钻地层或钻井液添加剂。

10. 1. 1.5 酸

酸通过降低PH值（造成氢析出）和溶解保护膜腐蚀金属。溶解氧可明显加速酸的腐蚀速率，而溶解的硫化氢则大大加速氢臆击程。钻井液中有机钻井液添加剂的细菌作用或热解作用可以形成有机酸〈甲酸、乙酸等），修井作业或增产措施期间则可用到有机酸和无机酸（盐酸、氢氟酸等）。

10. 1.2影响腐蚀速率的因素

在许多影响钻柱材料腐蚀速率的因素中,较为重要的是:

10. 1.2. 1 PHfl

这是衡量氢离子浓度的~个标准“ pH值是对数的，即PH值每增加1. 0就表示氢离子浓度有十倍的变化。没有濬解气体的纯水PH值是7.0,PH值小于7则酸性增加，pH值大于7则碱性增加。在有溶解氧存在的情况下,在PH值为4. 5-9. 5之间的溶液中，钢铁的腐蚀速率相对恒定；在较低的PH值下腐蚀速率加快,在较高PH值下腐蚀速率降低。但铝合金在PH值大于8. 5时腐蚀速率反而会加快。

10. 1.2.2 温度 '

一般腐蚀速率随温度升高而加快O-

IO- 1. 2. 3 流速

一般腐蚀速率随流速加快而加快。

10. 1.2..4非均质性

成分或显微结构的局部变化可能会加快腐蚀速率。在钻杆或油管的加厚部位附近，由于锹粗以后没有进行正确热处理,有时会发现环状斑腐蚀，这就是由不均匀晶粒结构引起腐蚀的例子。

10. 1.2.5 高应力

高应力区比低应力区的腐蚀速率快。钻铤以上的钻柱通常表现出异常腐蚀破坏，部分原因是由于所受的应力和弯曲力矩较高•

10. 1.3腐蚀破坏（腐蚀的形式）

腐蚀具有多种表现形式，且与其他破坏类型结合（侵蚀、磨损、疲劳等）会造成极为严重的破坏或失效。腐蚀的几种形式可能同时出现，但通常有一种类型占主导。认识和辨别腐蚀形式有助于制定正确的防腐措施。钻柱材料遇到的最常见的腐蚀形式有以下几种：

10. 1.3. 1均匀或一般腐蚀

当均匀腐蚀时,材料腐蚀均匀，通常产生一层腐蚀生成物的覆盖层。壁厚的减少会导致材料因负载能力降低而失效。

10. 1.3.2局部腐蚀（凹痕）

发生在小而极细致面上的腐蚀会造成凹痕。凹痕的数量、深度和大小均不同，且可能被腐蚀生成物所遮盖.由于凹痕可能出现在腐蚀生成物、氧化皮和其他沉积物之下，也可能出现在裂缝中或其他污蚀地方、高应力区等等，因此难以探测和评价。凹痕可能造成冲蚀并成为疲劳开裂的源头。氣化物、氧、二氧化碳和硫化氢，尤其是它们的组合是形成凹痕腐蚀的主要因素。

10.1.3.3 侵蚀-JS 蚀

许多金属通过形成氧化保护膜或紧紧粘附在沉积物上来抵抗腐蚀。若这些膜或沉积物被高速液流、研磨性的悬浮固相、剧烈的涡流和空化作用等清除或扰动.在新露出的金属表面则会加速侵掘。侵蚀磨损与腐蚀结合可能造成凹痕腐蚀、严重破坏和失效。

10. 1.3.4腐蚀环境中的疲劳（腐蚀疲劳）

金属在大的交变应力作用下会产生疲劳裂纹,并持续发展至完全失效.一种金属能承受交变应力的极限次数通称是疲劳极限。减轻钻柱疲劳的补救措施在第8章中已讨论过。

由于在腐蚀性环境中，甚至在没有交变应力的作用条件下最终会由腐蚀引起失效，因此,腐蚀环境不存在疲劳极限。腐蚀和交变应力的累积作用（腐蚀疲劳）比单一的破坏形式的总和还要大。在腐蚀环境中，甚至在轻微或不明显的腐蚀条件下,疲劳寿命都相对较短。

10-1-4腐蚀的檢测和监控

各种腐蚀剂以及控制腐蚀速率的多种因素之间复杂的相互作用使得很难精确评价某种钻井液的潜在腐蚀性。现场可用于监测腐蚀剂及其影响的仪器和装置包括，pH测试剂、氧气测量仪、腐蚀测量仪、氢採测器、化学测试工具、测试棒等。

APIRP 13frK水基钻井液现场测试标准程序推荐作法》附录A中提出的监测系统,可以用来评价腐蚀状况，以及跟踪为纠正腐蚀状况而采取的补救措施的效果。在整个钻柱选定位置,将预先称重的测试环安放在此处钻杆内螺纹接头螺纹末端的凹槽内，在钻井作业条件下暴露一段时间，然后取出、清洗并重新称重。观察到的凹痕的严重性比测量的重量损失更关键•

在现场应尽可能进行钻井液的化学测试（见API RP 13^1和13B-2）_t特别是要对PH值、碱性和溶解气（氧气、二氧化碳、硫化氢）进行测试。

10.1.5实验室样品的获取

当需要对钻井液进行实骏检验时,应将钻井液样品放在2 L〜4 L的清洁容器中，且容器应留有容积1%的空间进行空气隔绝,并用塞子瘩容器紧紧密封.对于大多数钻井液样品，抗化学反应的玻璃、聚乙烯和硬橡胶是适宜的容器材料。样品应尽怏分折,尽可能缩短收集和分析报告之间的时间。具体取样和运输过程可参考ASTM D3370≪取水样的标准作法K

当需要对腐蚀或失效的钻柱材料进行实验检验时,需注意保护样品。若需要进行气割，应避免在要检验的部位造成物理的或金相的改变。样品不得以任何方式清洗、钢丝刷洗或喷砂清理。包装和运输时应避免破坏腐蚀生成物或断裂表面。可能的话,应提供断裂的两个表面•

10.1.6钻杆涂层

在钻杆及接头内涂层可有效防止钻杆内壁腐蚀。但是在有腐i⅛剂的情况下，⅝⅛柱外径的腐蚀速率可能会增加.在工厂里对钻杆进行涂层，清洗掉润滑脂和铁屑、沙子,用喷砂或研磨清洁成白色金属，然后刷上塑料层并烘干。烘干之后，检验涂层是否有破裂或遗漏损坏。

10.1.7水基钻井液减少腐他的正确措施

通常需要由经验丰富的腐蚀技术人员和专家选择和控制适当的措施。一般常采用的措施有以下几种，但是在某些情况可能需要更为特殊的处理.

a）控制钻井液PH值•在不改变钻井液其他性能时，钻井液PH值保持在9. 5或以上将有助于减少钢铁在含有再解氧的水基钻井液中的腐蚀”然而,在某些钻井液中，pH值大于8.5时会加剧铝制钻杆的腐蚀.

b）采用适当的抑制剂和/或除氧剂尽可能减少腐蚀的重量损失。尤其是使用低PH值、低固相的钻井液。必须仔细选择和控制使用抑制剂，因为不同的腐蚀削和不同钻井液体系（特别是那些用于空气或雾化钻井的钻井液体系）需要不同类型的抑制剂•错误使用抑制剂的类型或数量实际上会加速腐蚀。

C）使用塑料涂层的钻杆,必须细心操作以免损伤涂层•

d）使用除气器和除砂器，以清除有害的溶解气和研磨性固相材料。

e）通过保持泵连接密封性和尽量减少钻井液池钻井液枪的使用来限制氧气吸入。

f）通过保持合适的钻井液密度来限制气侵和地层流体的侵入。

g）钻杆卸下、储存或运输时,要用清水冲洗掉所有的残余钻井液，清洗掉所有的腐蚀产物（若有必要可进行喷砂处理或水力清砂），并在表面涂上合适的防腐剂（具体见API RP 5C1《套管、油管的维护和使用推荐作法》

10. 1.8延长腐蚀失效寿命

以下各措施通过降低交变应力强度或提高材料的疲劳强度将会延长腐蚀疲劳寿命，而不影响腐蚀速率：

a）使用厚壁组件。

b）尽可能减少狗腿度和保持井眼垂直，以此来降低接头附近的应力。

C）减少应力集中，如卡瓦印、大钳印、划痕、擦痕等。

d）使用淬火和回火组件。

10.2碗化物应力开裂

10.2. 1硫化物应力开裂（SSC）的机理

在硫化氢存在的情况下，受拉伸载荷的钻柱组件在长期使用无任何问题,仅在其公称承载能力的一小部分载荷作用下则可能脆化失效。甚至在表面没有腐蚀的情况下也可能出现这种情况，对于存在腐蚀的情况则更容易发生脆化失效。钢铁的脆化是由氢原子的吸收和扩散引起的，并且有硫化氢存在时会更严重。受拉钢铁在硫化氢存在的情况下发生脆化失效称为硫化物应力开裂。

10. 2.2抗硫化物应力开裂的材料

最新修订的NACE MROI75«油田设备用抗疏化应力裂纹的金属材料》可以作为选择使用符合钻井和修井作业要求的各种材料的参考。

对于其他化学成分、硬度和热处理，漩没有全面评价其在使用环境中对SSC的敏感性前，不得使用。对SSC的敏感性由以下因素决定：

10.2.2.1钢的强度

钢的强度（硬度）越高，对SSC的敏感性越强。一般地,具有强度相当于最大硬度为22 HRC的钢是抗SSC的。调整化学成分,并经适当淬火和回火开发出一种以马氏体显微结构为主的钢材，其强度等同于最大硬度为26 HRC的钢材，也是抗SSC的。当需要强度相当硬钢26 HRC以上的钢材时,必须釆用正确措施;需要钢材强度越高，则越需采取正确措施。

10. 2.2.2作用在钢上的总技伸载荷（应力）

作用在组件上的总拉伸载荷越高，因SSC失效的可能性就越大。对所用钢材的强度一般都有一个临界应力或极限应力，在此应力以下不会发生SSC,但强度越高，极限应力越低。

10. 2.2.3氯原子和硫化氫含■

环境中存在的硫化氢和氢原子量越多，钢材受SSC的影响失效的时间则越短。很少量的氢原子和硫化氢就可引起SSC,但采用正确措施控制其数量将使钢吸收的氢原子减至最少。

10.2.2.4 时间

氢原子被吸收、在钢铁中扩散至极限浓度并开始破裂和失效需要一定的时间。通过控制上述SSC 敏感的因素,则可以充分延长失效时间,这可以允许在短期钻井作业中使用敏感较强的钢材。（见图45）

10.2.2.5 温度

在正常大气温度下SSC严重程度最高，随温度升高而降低。在超过135°F的作业温度中，敏感性较强的材料（硬度超过22〜26 HRC的钢材）已经成功地应用于具有潜在易脆化的环境中（材料硬度越高，安全操作所需要的温度越高）。但需注意的是，一旦材料从井眼中提出回到正常温度，则可能出现 SSC失效。

10.2.3减少水基钻井液中SSC的正确措施

通常需要由经验丰富的腐蚀技术人员和专家选择和控制适当的措施。一般常采用的措施有以下几种，但是在某些情况可能需要更为特殊的处理。

a）控制钻井液PH值。在不改变钻井液其他性能的情况下,钻井液PH值控制在10或以上。

注，某些钻井液中，pH值大于8.5时铝合金的腐蚀速率缓慢增大，PH值大于10.5时速率则会加抉，因此，若钻柱内有铝制钻杆，则PH值不能超过10.5.

b）通过保持合适的钻井液密度控制气侵和地层流体侵入。

C）采用10. 1- 7的措施减少腐蚀。

注：尽管在钻杆上涂塑料涂层可以减少腐蚀,但却不能保护敏感钻杆不发生SSG

d）在遇到硫化物之前最好对硫化氢的侵入进行化学处理。

e）使用满足钻井条件需要的强度最低的钻杆。在各强度级别中，很好淬火和回火处理的钻杆具有最强的抗SSC能力。

f）使用厚壁组件减少单位应力。

g）尽可能减少狗腿度和保持井眼垂直，以降低接头附近的高应力。

h）减少应力集中，如卡瓦印、大钳印、划痕、擦痕等。

i）暴露于酸环境后，起钻要小心,避免瞬时冲击和高载荷。

j）暴露于酸环境后,钻柱需在露天放置几天到几个星期（根据暴露的条件）以去除吸收的氢，或在 400下~6。0 T（204 °C〜316 P）温度下烘烤数小时。

注：涂了防护涂层的钻杆加热温度不能超过400 T<204 V）以上,并应随后检査涂层是否剥离和损坏。

腐蚀产物、铁屑、油脂和油的存在不利于氢的去除。在除氢之前已经产生的裂缝（内部和外部的）都无法通过烘烤或应力释放来修复。

k）按减少在SSC条件下暴露的操作程序作业,尽可能限制在酸性环境中钻杵测试的时间。

10.3油基钻井液

10. 3. 1用油基钻井液保护钻柱

通过使用油作为连续相的钻井液可使腐蚀和SSC降低到最小。若金属完全被一种非电导性的油环境所包围和润湿则不会发生腐蚀。

钻井用的油基或油包水乳化钻井液体系含有表面活性剂，可使水稳定形成乳化水并对金属起到油润湿。水中引起腐蚀的介质（溶解氧、溶解盐和溶解酸）不会损坏到油润湿的金属。因此,在引起腐蚀破坏、侵蚀腐蚀或腐蚀疲劳等严重问题的钻井条件下,使用油基钻井液可使钻柱寿命大大延长。

10.3.2监控油基钻井液以保护钻柱

必须正确配制和维护油基钻井液才能使钻柱免受腐蚀和SSC_o无诊是有意添加，还是在地面系统中混入或钻遇含水地层，油基钻井液中总是有水。若这些水游离出来并润湿钻杆，则将发生腐蚀和 SSC_a监测评价油基钻井液的要素包括以下几方面：

IO- 3.2.1电稳定性

该测试测量浸没在油基钻井液中两个电极之间形成电流所需要的电压（详见API RP 13B-2«油基钻井液现场测试标准程序推荐作法》）。电压越高，乳化液的稳定性越强,对钻杆的保护越好。

10.3.2.2 碱性

酸性溶解气〈二氧化碳和硫化氢）对大多数油基钻井液而言是有害污染物。监测油基钻井液的碱性能够反映是否遇到酸性气体,并采取相应的正确措施。

10.3, 2.3腐蚀测试环

测试环安装在钻柱内壁用来监测油基钻井液提供的腐蚀保护（详见APl RP 13B-2）.性能良好的油基钻井液中测试环上应几乎没有肉眼观察到的腐蚀迹象。

11钻杆的压缩使用限度(见附录A. 14和A. 15)

11. 1压缩的应用范围

11. 1-1钻大斜度井、大位移井或水平井时,需要使用高抗压钻杆.只要操作条件没有超过钻杆的抗压极限,钻杆在压缩状态下钻井与常规钻井作业一样都不会造成钻杆的损害。

11. 1.2当井段超过临界滑动井斜角时,钻杆将受压。临界井斜角定义如下：

8« = arc tanG) ..............................( 23 )

式中:

θ_t--临界滑动井斜角；

f一摩擦系数。

11.1.3临界滑动井斜角是指，題过该井斜角，钻柱必须要施加下压力才能进人井眼。尽管影响钻柱和井壁之间的摩擦系数的因素很多,但其中所用钻井液类型的影响最大(见表20)。水基钻井液产生的摩擦系数最大,其临界井斜角约为71°,合成基钻井液产生的摩擦系数最小,其临界井斜角约为80°。

ŋ OOOOOOOW^WO ⁴2oα□842⁰sδ⁶⁴2 222 IIIII

--------300 OoOIb∕⅛²對拉强度一回火马氏体 —■ ' ■ 270 000)b∕iτι≈掠粒新度一回火马氏体

---230 OOo tV∕h²抗控强度一回火马氏体 —∙' ^l~∙ 190 O(H) !b∕tπ³ 抗t⅛强度一ε∣ik⅜氏体

--------190 000⅛∕i∏2抗粒强度一贝氏悻

---I5θoω⅛∕i∏³抗拉强度一回火马氏体

------------L42 OOOibZin²抗粒强度一回火马氏体

0,1

0.5 1 5 10 50 100 500 IOO 5 000 IOOOO IoOOOO

开始破聚的时间∕min

注：BatelIe充电条件A：

电解质：4%的H_SSO_i水溶液(质量百分比).

腐蚀剂：每升加入5滴由2.g磷溶解在40 mLCS₂组成的腐蚀剂，

电流：8 tnA∕in²_i

图45在标准状态下用复进行阴极放电时,SAE4340钢的延迟破坏特性

Il- 1.4处于受压状态的钻杆长度太长将造成钻杆螺旋屈曲，并导致钻杆曲率大于井眼曲率,产生很大的弯曲应力。由于在弯曲井眼旋转钻杆而产生的周期弯曲应力也同样引起疲劳破坏。大位移井和水平井中有效且合理的钻柱设计应釆用能够满足钻井条件的最轻的钻柱。使用较重的或厚壁钻柱只能增加操作载荷,而并不能降低弯曲应力。

表20钻井液类型对庫擦系敷的影响

钻井液	典型的摩擦系数	临界井斜角度HfcZO
水基钻井液	0. 35	71
袖基钻井液	0.25	76
合成基钻井液	0, 17	80

11-2直井、斜井中钻杆的屬曲

11.2.1概述

11.2.1.1图46〜66中的曲线给出了在直井、斜井中钻杆产生正弦屈曲时的临界轴向压缩莪荷（近似）。钻杆旋转时,将钻杆的压缩载荷控制在这些曲线所示的估计弯曲载荷以下，则将明显降低钻杆疲劳破坏的风险。反之，当发生屈曲时旋转钻杆,将导致钻杆快速疲劳破坏和失效。

11.2.1.2这些曲线是根据DaW_SOn和PaSlay推导出的公式而绘制出的。经标准D；l《钻杆的设计和检査》许可在此重新进行了推导。假设条件如下：

a）钻杆重量为X级接头尺寸的新公称重量。若在一特定钻歼上所用接头为多种,则选择其中最常用的• 一级钻杆的接头直径是最小的。径向间隙为接头外径与井眼之间的距离。

b）钻杆壁厚是新公称的。

C）井眼垂直。

d）不考虑扭矩作用。

e）钻井液密度为12.0 1b∕gal.

9 000

8 000

7 000

6 OM

5 000

3 000--

2 OOO--

幷IE尺寸/in

3 Vs In_I 4. 86 PPh

12 ppg钻井談

4 00σ-f*

IoM 4-

B 46产生正弦間曲时的幡界轴向压编載荷（近似）

qu^s*^a*^lfts

井眼尺寸∕⅛

B 47产生正弦屈曲时的IIt界轴向压编载荷（近似）

-'^wβ,β*≡^fea

井眼尺寸/in

图48产生正弦屈曲时的临界轴向压缩截荷（近似）

=^s、^wwβ*^,fe46

S 49产生正弦屈曲时的临界轴向JK缩载荷（近似）

=^s、糠^wβ*^βfes

图5。产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

图51产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

井服尺寸福

图52产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

40 000

36 OoO

32 OoO

28 Ooo

4 in, 14. Oppf₁

12 PPg粘井穢

卜∙∙∙∙∙∙!T-

20 TOO

16 000

12 000

8 000

4 000

E二

ɪɔ 12 14 16

Ifl 20

井眼尺寸/in

井斜角r ） I

图53产生正弦屈曲时的临界融向压缩载荷（近似）

20 OOOH-

18 000 ——

“000 十

10 OOO--

4 000-4-

28 000

26 000

24 000

22 000

16 OOO

6 000

2 OOO--

8 10 12

14 16 18 20

井眼尺寸∕ixι

井斜角T )1

r.......T.......?.......t

4 in, 15. 70 ppf； 12ppg⅛⅛M

图54产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

图55产生正弦屈曲时的临界轴向压缩載荷（近似）

qu版解€小酷蝠

图56产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

-、摞«碧*昧^s

井眼尺寸/in

≡ 57产生正弦J≡⅛J⅛的临界轴向压缩载荷（近似）

史擇^sβsrft堰

图58产生正弦屈曲时的临界軸向压缩載荷（近似）

图59产生正弦屈曲时的临界轴向压缩裁荷（近似）

'..-^r, ■ J ,- .■ ■ ■

图60产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

=^e'-*^tfβ*^ft蝠

-⅛⅛ftC

70 OOQ

6C 000

50 Qoo

40 000

30 000

20 000

10 000

70 000

60 000

50 000

40 000

30 0M

20 OOo

IOOoo

井林寸福

:zuɪɪ:		-J.....!.....I.....I......1.....!.....!.....I.....!.....U
--4•…∙↑•	二4二	5 in, 3⅛ 60 ppf, 12 _pre⅛⅛井液
-÷.....i.....	.....⅛.....	—< 4—i......i......i.....i-'—i......i.....4.....L
	-	.....-F......；.....?......!..... τ-∙--⅞...........■.....{-.....
±±：-	二匕:	...... ■ ■

井眼尺寸/i

圈61产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

5"诫 19, 20ppf, H Ppg错井寂

图62产生正弦屈曲时的临界轴向压缩載荷（近似）

q<鞭««*晾塩

5¼in, 21. 90pρf,

12 PPg钻井液

60 000

50 000

40 000

30 000

20 000

IOOOO 0

井跟尺寸

图64产生正弦屈曲时的临界軸向压缩截荷（近似）

θ — 一 i …i.....L I i . "一_ i ■ ] 一 L-.…L- i______I ._. i Ei [ i i i ] E _________i____∣ i i i__

10 12 14 16 18 20 22 24

井眼尺寸/in

图65产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

40 000 ɪ

90 000

80 000

70 000

60 000

50 000

30 000 --

20 000 --

IOoOo —

6 詢n 27 72 _PPf,

12 PPE⅜⅛ 井械

0 -

井眼尺寸/in

≡ 66产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）

1L22不同钻井液密度的修正

如果实际钻井液密度不是12. OlbZgal,可用以下公式对临界屈曲载荷进行修正：

Fgadj ~ -^Cri 1 X f InW *******.................*.....（ 24 ）

式中：

F_rriwj—修正后的临界屈曲载荷，单位为磅（lb）； F_Crit—曲线的临界屈曲载荷.单位为磅（Ib）₅蒔——（浮力系数/0.817）5（见下表）。

表21不同钻井液密度的修正

钻井液密度 lb∕gal	fmw	钻井液密度 Wgal	AlW
8.0	L 04	14∙ 0	0. 98
9. 0	1.03	15. 0	0. 97
10. 0	1,02	16, 0	0. 96
11. 0	1.01	17.0	0. 95
12. 0	I₍OO	18. 0	0, 94
13,0	L 99	19. 0	0. 93

11.2.3钻杆屈曲曲线图的使用方法

按钻杆尺寸、线质量查找相应曲线图，读出相应井眼尺寸与井斜角垂直相交的点，然后水平读出临界屈曲载荷.将査找出的值按使用的钻井液密度进行修正。

11. 2. 3. 1 举例

在12¼ in水平井眼中，钻井液密度为9.0 lb∕gal,5 in、19. 50 lb∕ft钻杆屈曲之前可施加的压缩载荷是多少？

11.2.3.2 解题

找到题目中提供的钻杆所在的图（图60）,临界屈曲载荷大约为28 200 Ib,技9.0 lb∕⅛al钻井液密度修正为：

F_CriMdi = 28 200XLO3 = 29 046（Ib）

11.3弯曲井眼内钻柱的临界屈曲力

井眼曲率也显著影响受压钻杆的临界屈曲载荷。在造斜段，向上弯曲的井眼会增大临界屈曲力。在方位变化井段，井眼曲率也同样会增大钻杆的弯曲应力。表22给出了在一定钻杆和井眼尺寸范围内防止钻杆发生屈曲的井眼曲率值。

11.3. 1举例

5 in钻杆在水平井107100 ft的造斜段会发生弯曲吗？井眼尺寸为8. 75 in,最大钻压为30 000 bl_o11.3.2解题

由表22査知，8. 75 in井眼中，5 in,19 lb∕ft钻杆在30 000 Ib的载荷下，当井眼曲率大于1. 4°∕Ioelft时不会屈曲。

表22防止钻杆发生屈曲的井眼曲率

(1)	(2)	(3)	(4)	⑸	(6)	(7)	(8)	(9) (Io)	ClI)	¢12)	¢13)
井眼	钻杆	钻杆	公称	钻杆接头外径				轴向载荷
尺寸	外径	内径	重量	钻杆接头外径	5 MIb	10 Mlb	15 MIb	20 MIb 25 MIb	30 MIb	40 MIb	50 MIb
in	in	in	lb∕ft	in	O∕100 ft (^o)∕100 ft (°)∕100 ft C°)/IOo ft(^o)∕100 ft(^o)∕100 ft C^Q)/100 ft C)∕100 ft
4.000	2. 375	1.815	6.7	3.125	• 1.2	2. 5	3.7	4.9 6.2	7, 4	9. 9	12.3
4. 750	2. 875	2, 15i	10.4	4. 125	0. 4	0. 8	1.2	1.6 2. 0	2.4	3.2	3. 9

表22 (续)

<1) ⑵		⑶	<4)	⑸	(6)	⑺	¢8)	⑼	(10)	(H)	(12)	(13)
井眼尺寸	钻杆外径	钻杵内径	公称重量	钻杆接头外径	5 Mlb	10 MIb	15 MIb	轴向载荷 20 MIb 25 MIb		30 Mib	40 MIb	_SO_Mlb
in in		in	lb∕ It	In	(^β>∕100 ft(^β)/IoO ft(^li)∕100 It(^Q)/100 ft(^o)∕100 ft(^o×∕IOCI hO/100 it <^a)∕100 ft
6. OOo 2.875		2, 151	10.4	4. 125	1. Z	2.4	3.5	4,7	5. 9	7.1	9.5	ll_τ8
6 000 3, 500		2, 764	13. 3	5.000	O_t 3	0.6	1. 0	1-3	1.6	L 9	2. 6	3.2
6,750 3.500		2.764	13.3	5.000	0.6	1.1	1.7	2.3	2.8	3.4	4.5	5.6
& 750 4.000		3.340	14.0	5.250	0.3	0.7	l.o	1.3	1.7	2.0	2.7	3. 4
7. 875 4.000		3.340	14.0	5-250	0. 6	1.2	1.8	2.4	3.0	3.5	4. 7	5.9
7. 875 4.500		3. 826	16.6	6.250	0. 2	0.5	0.7	1-0	1.2	1. 5	2.0	2. 5
8. 750	4. 500	3.S26	16.5	6.250	0.4	0.S	1.1	1.5	1.9	2. 3	3.0	3. 8
8. 750 5.000		4.276	19.5	6.375	0.2	0.5	0.7	LO	1.2	1. 4	1. 9	2.4
S. 750 5.500		4.778	21.9	7. 500	Q. 1	0.2	0.3	0.4	0.5	0. 6	0.8	0,9
8. 750 5.500		4.670	24.7	7.250	o.ι -	0.2	S3	0.4	0.5	0.6	0. 8	1.0
9. 875 5.000		4. 276	19.5	6. 375	0.4	0.7	1.1	L4	1.8	2. 1	2. 8	3, 6
9. 875 5.500		4. 778	21.9	7. 500	0.2	0.4	0.5	0.7	0.9	1. 1	1.4	1. 8
9. 875 5. 500		4. 670	24.7	7.250	0.2	0-4	0_f 5	0.7	0.9	1. 1	1. 4	1.8
9.辭5 6.625		5.965	25.2	8. 000	o.ι	0.2	0.3	0.3	0.4	0.5	0.7	0,8
12,250 5, 000		4,276	19.5	6. 375	0.6	L 2	L8	丸4	3,0	3.6	4,8	6.0
12.250 5. 500		4* 778	2L9	7.500	0.4	0.7	1. 1	1.4	1.8	2.1	2.9	3. 6
12. 250 5. 500		奴670	24. 7	7.250	0.3	0.7	1.0	1-3	1.7	2.0	2.7	3.4
12. 250 6.625		5.965	25. 2	8. 000	0*2	0.4	0.6	0.8	1-0	1. 1	1.5	1.9

11.4弯曲井IS中受压钻杆的弯曲应力

在井眼弯曲段旋转受压钻杆将会产生周期性弯曲应力，若此力足够大,则将导致钻杆疲劳破坏。同时,压缩载荷还可能使部分钻杆本体接触到井壁。在研磨性地层中，与井壁接触可能造成钻杆本体冲蚀，进而增大弯曲应力。弯曲井眼中钻杆由受压引起的最大弯曲应力与接头尺寸、钻杆本体尺寸、接头间距、钻杆所受轴向压缩载荷以及井眼曲率等有关。

弯曲井眼中，作用在接头、连接的钻杆上的压缩载荷要经历三个阶段。在较小载荷作用下，最大弯曲应力出现在钻杆跨距的中心,但只是钻杆接头与井壁接触。随着载荷增加，钻杆中心开始接触井壁。在此载荷状况下,最大弯曲应力出现在钻杆本体接触点位置的任意两侧。当进一步增加载荷,钻杆本体从点接触到螺旋面接触,接触长度沿钻杆中间部位向两边增加.

图67〜图74提供了常用的2% in~6⅝ in钻杆的弯曲应力、钻杆本体接触和侧向接触载荷的图版。每个钻杆尺寸都对应有4条曲线。图67〜图74中的曲线a给出了在一定井眼曲率范围内，作为轴向载荷函数的最大弯曲应力值。载荷的类型通过曲线的形态表示。对于无钻杆本体接触的情况，弯曲应力曲线由一条实线表示；对于点接触,弯曲应力由一条虚线表示；对于螺旋面接触，弯曲应力由一条点线表示。图中还包括了 IL 5节叙述的耐疲劳弯曲应力极限.图上假定条件是钻井液密度为10 lb∕gal,井斜角为90°和一定尺寸的井眼。除非发生卡钻,钻井液密度、井斜角和井眼尺寸不会影响弯曲应力。大多数图中，只有造斜率为零或为负的情况下,才会超过临界屈曲力。发生屈曲的钻杆的弯曲应力与井眼曲率无关。大体上,弯曲应力的趋势是随轴向载荷的增大而快速增大，而井眼曲率恒定时，弯曲应力增加幅度不大.

图67〜图74中的图b给出了钻杆本体接触长度以及钻杆本体和接头与井壁接触的侧向力。

11.4. 1 举例

用5 in,19.5 lb∕ft的钻杆、6%in接头和IO lb∕gal密度的钻井液钻8% in井眼的水平段。最大井眼曲率为167100 ft_o用转盘钻具钻水平段,最大钻压为35 000 Ib时,需要用何种钢级的钻杆？ 11.4.2解题

11.4.2. 1图69a表明在90∖8¼箱井眼中，钻井液密度为1。lb∕gal_t5 iπ,19. 5 lb∕ft钻杆，6藻in接头的弯曲应力和疲劳极限.井眼曲率为167100 ft,轴向压缩载荷为35 OOO Ib时，最大弯曲应力是为 24 OOO psi°24 OOO Ib轴向载荷将会产生25 OOO PSi的弯曲应力。.最大弯曲应力超过了 API E75、X95 和D55钢级钻杆的耐疲劳极限，但低于APl G105和S135钢级钻杆的耐疲劳极限。图69b表明，在 167IOo ft的井眼曲率、35 OOO Ib轴向载荷的情况下,接头处的接触力约为2 600 Ib_O施加35 Ooo Ib轴向载荷,钻杆本体的接触力约为600 Ib.在此井眼曲率下，接触出现在接头跨距的中点处。

11.4.2.2产生点接触和螺旋面接触的最大弯曲应力与井眼曲率、钻杆本体和接头径向间隙成正比。这样，我们就可以用现有的接头间隙尺寸的最大弯曲应力值来估算不在图上所列范围的接头间隙尺寸的最大弯曲应力值。除非在载荷作用下产生点接触或螺旋面接触，计算值无需调整。若出现点接触或螺旋面接触,可以根据实际接头尺寸计算调整系数,并用调整系数计算出当量井眼曲率来确定正确的弯曲应力.

11.4.3举例

在井眼曲率为207 100 ft, 20 OOO Ib轴向压缩载荷的条件下，计算接头尺寸为5% in的4 in, 14 ɪb/ft 的钻杆的最大弯曲应力。

11.4.4解题

图71a表明了 4 in,14 Ib/ft、5. 25 in接头的钻杆的弯曲应力。实际应用的接头外径常为5% in或大％ in_D图75表明了不同尺寸钻杆的井眼曲率调整系数和钻杆接头外径差的函数关系。对于较公称钻杆接头外径大呢In的情况，图75表明4in钻杆的井眼曲率调整系数为1.1。在井眼曲率为207100 ft, 载荷为20 OOO Ib,接头尺寸大于公称尺寸岫in时，确定最大弯曲应力：实际井眼曲率与调整系数相乘，即207100 ftXI. 1 = 227100 ft,在图71a中查得,22*7100 ft井眼曲率、20 OOO Ib载荷时、5% in接头的弯曲应力为24 500 lb∕in² _O

6. 625 in. 25. 2 lb∕ft⅞⅛ff, 8 in钻杆接头，

IUPPg钻井⅛b ao- 、 12. 25 in井眼

50 60

轴向压缩载荷/(1 000 ɪb)

图67a弯曲应力和疲劳极限

6. 625 in. 25. 2 ɪb/ft钻杆，8 in钻杆接头, IOpPg钻井粮，90°、12. 25 in井眼

20C )∕h

10(⁶ )∕h

10 20 ' 30 40 50 60 70

轴向压编 /(1 OOOlb)

}∕h

图67b侧向接触力和接触长度

5. 5 in、2l.9lb∕ft⅛⅛1f, 7. 5 in站杆接头， lOppgtA##, 90^s、9,町5 泊井Ifi

²⁵²⁰

Guq-OOO二、R 玲

图68a弯曲应力和疲劳极限

5. 5 in. 21.9lb∕ft钻杆，7,5⅛钻杆接头, IOPPg钻井液，9。・、9. 875 in井眼

0(° )∕h

IOr)/h

月A⁵三

-≡l

SSaa ^s∙^β∙∙

20° )∕h

IOr )∕h

q 云、只^aii8*^sκitφ

30 40 50

轴向压缩载荷/(IOOO Ib)

图68b偏向接触力和接触长度

5 in、19. 5 ⅛∕ft¾⅛杆，6. 375 ⅛⅜⅛杆接头, IO ppg⅝⅛⅛M> θθ'、8. 5 m⅛(⅛

图69a齊曲应力和疲劳极限

5 in、19. 5 lb∕ft¾⅛杆，6. 375 in钻杆接头, IOPPg钻井液.90°、&5田并眼

Hs=

_男多芝=

-n≡≡

li¾-^≡ H⅛^≡

∖Msm RW≤M AM=i三

L≤ 号多一

巨

W 一多 W-

20 C )∕h

IO(^O )∕ħ

宜苦鞘

20 30 40

轴向压缩载荷∕{10001b)

20(" )∕h

图69b侧向接触力和接触长度

4. 5 in, J6.61b∕ft钻杆，& 25切钻杆接头.

IOPPg«井液，⁹°∙、^S-^{50 in}井眼

^2b20

图70a弯曲应力和疲劳极限

4.5in, ∖6.Eb∕ft钻杆,6.2Sm钻杆楼头，

IOppgffi井讓，90-、& 5Oin井眼

30Γ )∕h

20C )∕h

Uor )∕h

图70b側向接触力和接触长度

4.0 m、14. 0 lb∕ft⅛杆，5. 25 m钻杆接头・ 101b∕gal⅛井液，6. 75 M井眼

0 10

30 40 50

一轴向压缩報鞄QgHb)

图7W弯曲应力和疲劳极限

4.0 in、14. Olb/行钻杆，5. 25 in钻杵接头，IoIb∕gal钻井液，6. 75 in井眼

30(" )∕h

2OC )∕h

IOr )∕h

30( )∕h

20(° )Λ

IOC )∕h

二 W≡∙s .⅛≤≡≡s ⅛gM -Mfi. ⅞w

1 KS IUi ≡¾Λ≡ 5i

30(^β )∕h

20(^β )∕h

10(° )∕h

轴向压缩莪荷/（100。Ib）

图7 Tb側向接触力和接触长度

3. 5 in, 13.31b∕fl钻杆，4. 75 in钻杆接头，10⅛∕gal<⅛⅛M,

HFæ ISK

Z或二

轴向压OoOIb)

® 72a弯曲应力和疲劳极限

3. 5 in、1X31b∕M⅛ff, 4. 75 in钻杆接头，IOIbZgal钻井讀，6 in井眼

sli _ —！.芸一| 二 —1≡_ _ ■■畧|一_ Ill -Iml 二“ ■■IS 三 .■—i 三 Bln≡ _M.■聘 i=二

)∕h

:^fc )∕h

)∕h

4 2 q_s、RWS/按

■多 N≡=≡≡ B≡≡≡≡一一 IiI--Sm\| 一 ≡≡≡ 一一一 L 一 ■■MWWW==

霎參1十 il≡

i⅛⅛

HOC )∕h

b30(∙ )∕h

血(，)/h

IIOC )∕h

Bi Ii ⅛=≡g M言 s≡負 Ml= il ■豈—

4O(∙ )∕h

3OC )∕h

20C )∕h

IoC )∕h

10 20 30 40 50

轴向压繪蔵苟/(1 OOOIb)

图72b侧向接触力和接触长度

2. 875in. 10∙41b∕ft钻轩，4.125m钻杆接头，IoIb/刻钻井液，⅛ 75m#BR

轴向压缩载荷/(1 000 Ib)

^3s

-⅞≥ Ooo^oR^a≡^a,

图73a弯曲应力和疲劳极限

287Eitκ 10.4 Wft⅛⅛ 秆，4U25in⅛!i 肝接头.MIb/囹 1 钻井液.4. 75 tn 井眼

⅛⅛≡=≡三

■ 一言= ■⅛≡
■ 一≡

.40 (，

Loc

⅛10(^σ

)∕h

^IlO(^O

-.^:二^=;

>50(,

00('

)∕h

20(^D

畧—=≡ ■多VMi≡ IMmi= 着§— 身i至i= ■■ml—= ≡≡≡≡ II⅛-Ilw-

)∕h

50(°

40 (^β

30("

20(’

)∕h

■ ∙--<⅛¾⅞⅛^S¾g≡≈5≡^≥≡≡≤≡ifi=^≡=≡i

'33≡≡≡≡^≡g≡≡≡β≡≡

10 C

)∕h

30 40 50

轴向压缩载荷/<100OLb)

图73b侧向接触力和接触长度

2.375in. ⅛651√fi¾⅛∣f, 3∙l25intt杆接头・ 101b∕galtt⅛⅛. 3-8TO⅛₁⅜lR

如³⁵³⁰

SO 6 O

2 2 II

轴 ItgS««/(100Olb)

≡ 74a弯曲应力和疲劳极限

2.375 in、6∙651t√⅛钻杆.3.125 点肝接头,

IO Mgal钻井液，3. 875 in井眼

Bg≡iH m≡l≈ 9m≡≡ IBHi=≡ ■By—一≡ —I—W-≡a ■■II 一二 ^~^^ll≡

SS W=≡ w⅛⅛与一一一_

160(" )∕h

40(。)∕h

「30(° )∕h

2QC )∕h

^l10(^- )∕h

20 C )∕h

IOC )∕h

轴向压缩载荷/¢1 OOO Ib)

图74b侧向接触力和接触长度

³⁰

O O'⁰

IO 9

擬

^-0. 375 —0. 250 —0. 125 0.000

0. 125 O_r 250 0, 375

实际钻杆接头与公称接头的外径差/in

图75考虑钻杆接头外径差的井眼曲率调整系数

11.5钻杆疲劳极限

R- P- Morgan和M. J. R_ObIin提出了一种用钻杆小样测量钻杆疲劳极限的方法。方法中钻杆表面经过热抛光处理。他们公布了 API E75、X95、GlO5、S135钻杆以及作为试验性高强度管材Vl8。的

测试结果。他们的测试程序表明，钻杆的疲劳极限与钻杆的抗拉伸强度有很大关系.表23列出了一些试验结果。

表23 YoUlIgSutWn钢材测试结果’

钢级	APl最小屈服强度	APl最大屈服强度	API最小抗拉强度	测试样品平均抗拉强度	疲劳极限
钢级	APl最小屈服强度	APl最大屈服强度	API最小抗拉强度	测试样品平均抗拉强度	最小测试值	中间测试值
	Xl OOo lb∕in²	X 1 OOO lb∕in²	Xl OOO ib∕in²	X 1 OOO lb∕in²	X 1 OOO lb∕in²	X 1 OOO lb∕in²
E75	75	105	IOO	123	30	32
X95	95	125	105	132	32	35
G105	105	135	115	144	34	38
S135	135	165	145 .	167	36	40
' 1969年俄克拉何马州塔尔萨ASME协会YOUngStOWn 材管具公司

CaSner已经利用他们的试验结果确定符合APl'最小强度要求的API钻杆的最小疲劳极限。见表24。

表24受压钻杆的质劳扱限

钢级	APl最小屈服强度	APl ＞小抗拉强度	最小疲劳极限
钢级	×1 000 1b∕ιn^z. •	- X l OOO lb∕in³	X 1 OOO lb∕in²
E75	75	IOO	22
X95	95	105	23. 1
G105	105 .	115	25.3
S135	135	145	31.9

11.6累积痕劳破坏的估算

与在钻杆疲劳极限以下作业相对应的另一种做法是,监测高曲率井段由于钻杆旋转造成的累积疲劳破坏,并在疲劳破坏前更换钻杆"Hansford和LUbinSki提出了跟踪累积疲劳破坏的概念，成功应用此项技术的关键是建立恰当的API不同钢级钻杆疲劳破坏周期与应力间的关系曲线.图76和图77 给出了 MOrg_an和Roblin建立的预计中等疲劳扱限的估计值和具有APl平均性能指标的API钻杆的最小疲劳极限估计值。从图76可以看到，达到疲劳极限一半的钻杆将发生破坏,对于典SAPI钻杆，在图77显示的最小疲劳极限下操作可以避免疲劳破坏。中等疲劳极限依据一个指数关系计算而得。其中这个指数关系反映了一次旋转失效的试件平均抗拉强度和一百万次旋转关效的中等疲劳极限.用表23的平均抗拉强度值和中等疲劳极限可得到图76所示的应力与发生疲劳失效时的转数的关系曲线。

公式如下:

S =窟 ..............................（25）

式中：

S—弯曲应力极限,单位为磅力每平方英寸（Win²）;

TS——钻杆抗拉强度，单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）；

N——失效时的转速,单位为转每分钟（r/min〉；

工——分式指数（约为0.1）_o

109

最小疲劳极限曲线也是以Morgan和R_Oblin数据为基础计算而得。他们报告中的数据表给出了 E75钢级（正火处理）、X95和G105钢级（正火和回火处理）、S135钢级（淬火处理）钻杆的常用屈服强度和抗拉强度。用CaSner给定的0. 22的比值可计算出这些钻杆抗拉强度的疲劳极限。用上述指数关系式可讦算绘出SN曲线,用于绘制图77的数据均列在表25中。

表25图77中所用到的数据

钢级	代表性的屈服强度	预计旋转一次最终强度和疲劳极限	旋转一百万次的最小疲劳极限
钢级	ksi	ksi	ksi
E75	87.5	121,5	26. 7
X95	103. 0	131.5	28. 9
G105	124, 0	149. 5	32.9
S135	150.0 .	159.0	35. 0

通过计数钻杆在高曲率井段应力超过疲劳极限时的旋转周数可以确定累积疲劳破坏。例如，如果钻杆在一定狗腿严重度的某一井段，旋转周数达到了发生疲劳的20%转数，则推断钻杆耗费了其20% 的寿命。可用图76、图77判断钻杆检验级别和最终回收级别。图76中中等疲劳极限曲线可用来判断钻杆最终的使用寿命，图77的最小疲劳极限则可用来推出最低检验级别。当达到此疲劳级别后，检査并更换损坏的接头可以延长剩余钻杆寿命使达到或超过预计的中等使用寿命水平。

图78〜图80是3½in,2⅞in和2%in钻杆在高曲率井眼中的弯曲应力图。这些图中査得的弯曲应力可用于确定图76和图77中钻杆可以承受的旋转周数，由此对照钻杆已旋转的周数可以判断疲劳破坏的级别。在钻进大曲率井眼中，旋转周数与预计的中等疲劳旋转周数的比值确定了钻杆已消耗的疲劳寿命比例。

^{85b0757065605s5045}

金yq一 08

10 O(K)

2 5

发生疲劳的转数

IOOO

100 000

1 000 OoO

图76无腐蚀条件下APl钻杆的中等疲劳极限

5 5

⅛-≥30ΞJ /∙R1aβw+<*

25 2 5

IooO IOEKx)

100 Ooo

1 000 OOo

发生疲劳的转数

S 77无腐蚀条件下APl钻杆的最小疲劳极限

IOO

造斜率'

C )∕ιOoft

3.5in. 13. 31b∕ft⅛+f, 4.7Sin⅛杆接头，IOIb/詞钻井液，6in井眼

轴向压缩载苟/(IOOO Ib)

图78a高曲率下的鸾曲应力

3.5% 13₁31b∕f⅛⅛ff, 4.75ιn⅛⅛F≡⅛. K)Ib∕ga⅛⅛井波，6in井眼

—<20r)/h

60<∙ )∕h

40(・)∕h

I ■ --- --- ^^1 1 ---- I - - ---- -ii≡ Is ! I

F.竺

-MIr -

∣_t40C )∕h

言着^si*^as*^is

轴向压缩载荷/(1000 Ib)

图78b侧向接触力和长度

轴向压缩载荷,(IOOOlb)

图79a高曲率下的弯曲应力

2-875in. Kh41b用粘拓 4∙12Sin⅛帝接头，LOlb∕ga⅛⅛井液，4∙75in井曜

≡∙Mm=ma WaMmfMl

ii≡ 農多WH Rls I Is^ IF S IP S Il^ IlF

20 C )∕h

⅛M≡

WSU ≡s≡

100(* )Λ

言

Slt 言sβ! ≡⅛IM S

≡i≡Ea≡ ■言≡1≡M≡≡ ≡i≡≡M≡ ≡τl 皆 MW ∙s⅛≥κ

MMi⅞

鲁ss≡a≡lt M⅛≡多ðws.

60(。)∕h

40C )∕h

20(* )∕h

轴向压缩載荷/(1 OOO Ib)

■■■S笏勞

-≡1

图79b侧向接触力和长度

2. 375 in、& 65Jb∕ft钻杆∙ X250in¾⅛杆接头.101b∕gal⅜5井液，4.00ιn⅛flg

⁸⁰

³⁰

(ZWq-OOO I)、只瑣*葡

o--r^-1------------------------

0 5 10 15 20

轴向氏解荷/(IOOOIb)

BS 80» 髙曲率下的弯曲应力

2.375in、6.65Wft⅞⅛杆，3.250印钻杆接头，IQlb/例钻并波.4.00螃眼

2。

=^sM^κsa就*^3tsIS≡⅛φ

15—

fI20(^fi )∕ħ

i80C )∕h

40(° )∕h

120 L )∕h

sor)/h

4oe)/h

120(⁴ )Λ 80(^β )∕ħ 40(° )A

轴向 (IooO ⅛)

M≡≡=s≡l

HHiSs一農—i Wl ≡≡≡≡ 建 m≡≡ S≡≡ i≡ i≡

⅛i≡

-.1-

妾≡

"言 ≡=∕g iL彥________ ≡≈=i 喜 I≡≡案

图80b侧向接触力和接触长度

11.6. 1举例

以下举例说明累积疲劳破坏的计算。假设用3.5 in S135钻杆钻500 ft水平井井眼，曲率半径为

100 E钻压10 000 IL转速为30 r∕min,预计机械钻速为15 ft∕h_a则相应的造斜率如下：

式中：

B——造斜率，单位为度每100英尺C(°)∕100 ft]

R——造斜半径，单位为英尺(ft)；

此例中:B=5 730/100 = 57.3(7100 牡)

11.6.2解題

图78a显示,在10 OOO Ib轴向压缩载荷和57. 3? 100 ft的造斜率情况下,最大的弯曲应力是50 000 PSi_o图76反映出，在50 000 PSi的弯曲应力下旋转110 000周后,S135钻杆将有一半失效.从图77中査得,按最小疲劳极限预计,S135钻杆可以旋转39 OOO转而不会失效。已用旋转周数公式如下：

K_r 60×L× RPM 5 、

N = —ROP..............................(27)

式中：

N--旋转周数；

L——大曲率井眼长度，单位为英尺(ft)；

RPM——旋转速度，单位为转每分钟(r/min);

ROP——钻速,单位为英尺每小时(ft∕h)_o

在90°井眼中L-

L =专XR =号 XloO = I57(ft)

因此，旋转通过造斜井段钻杆的旋转转速为：

Ar 60 X 157 × 30 _I Q

N=-------= 18 840(转)

J-。

通过比较实际旋转周数和使一半钻杆失效的110 000转数，可以得到累积疲劳破坏。结果表明，钻该井时，消耗了 17%的钻杆疲劳寿命。比较旋转周数和最小疲劳极限的39 000转可评估钻杆失效的风险•在此例中，18 840转的旋转周数占了 S135钻杆的最小疲劳极限的48%,这表明，在检测、降级或更换疲劳破坏的接头之前,用这些钻杆可以钻两口这样的井。如继续使用这些钻杆，则需更换受影响的钻杆以预防疲劳破坏。

11.7已发生屈曲钻杆的弯曲应力

已发生屈曲钻杆的弯曲应力必须考虑屈曲机理以及由轴向压缩载荷和钻杆接头产生的附加弯曲。屈曲产生的曲率如下:

_D FXA_C X 57. 3 X 12 X 100 . ._o .

_ =.................................. ......................(ZK J

式中：

Bb_UC—发生屈曲钻杆的曲率,单位为度每100英尺L<°)∕100 ft];

F——轴向载荷,单位为磅(lb)； ^

D_h—井眼直径,单位为英寸(in)；

D_ti——钻杆接头外径,单位为英寸(in);

K ——径向间隙= ^Db^^Dti>单位为英寸(in);

I—钻杆截面的轴惯性矩,单位为四次方英寸(in');

E——杨氏模量，单位为磅力平方英寸(IbVm²)_s

E=3×10⁷ lb∕in²(钢)。

该曲率公式可用于IL 4中所有公式中的井眼曲率计算。

12特殊使用问题

12. 1严重的井下振动

井下振动是不可避免的,许多情况下，轻微的井下振动是察觉不到的并不会造成危害，但严重的井

119 下振动会导致钻柱疲劳失效（冲蚀/扭断）、钻柱弯曲变形、钻头提前损坏以及钻速降低。钻头和地层、钻柱和井壁间的相互作用是产生井下振动的主要来源。钻柱在丼下振动的情况下的各种表现迹象也很复杂。

振动可以导致钻柱和钻头产生三种形式的运动，分别是:纵向运动（沿钻柱轴向的运动）、扭转运动（产生扭矩的运动）和横向摆动《一侧到另一侧的运动）。这三种形式的运动可以同时存在，并且一种形式的运动会导致产生另一种运动形式，

尽管目前已有相关理论,但就如何预测何时会产生破坏性的振动并没有达成共识。通过观察发生严重井下振动时的各种迹象,可以确定其大致原因并采取恰当的解决措施。

发生严重井下振动时所表现出的各种迹象,通常是一种或多种原因产生的结果，这增加了判断主要原因的困难,例如：MWD振动加剧（反映底部钻具组合的横向振动）可能是由底部钻具涡动、钻头回旋或其他原因造成的，而要找出主要的振动原因还需配合其他一些现象来确定，如钻头断齿等。

造成严重井下振动的原因有很多，对于各种原因其表现迹象和控制方法如下所述：

a）滑动粘附卡钻

1）机理——钻头旋转不匀速,钻头旋转瞬时减慢或甚至停止,造成钻柱周期性扭矩增加然后又快速旋转,这是造成钻柱发生扭转振动的主要原因。

2）现象——地面扭矩波动幅度大于15%的平均扭矩愛化幅度（平均值一般低于1 HZ或为零〉，MWD振动加剧，切削齿神击损坏,钻柱冲蚀/扭断,接头扭矩过大或脱扣。

注 _i 1 HZ 指 1 ffl/s.

3）措施一减小钻压和增加转速,采用牙齿略小的钻头，改善钻井液的润滑性,减少稳定器产生的摩阻（改变稳定器翼片的设计或数量），采用非旋转式稳定器或牙轮扩眼器，调节稳定器安放位置,修整井眼,安装旋转反馈装置。

b）钻柱涡动

1）机理一一底部钻具组合（或⅛⅛杆）绕井眼轴线旋转，剧烈的涡动使钻柱撞击井壁。这种情况下会产生扭转和横向振动。

2）现象——钻柱冲蚀/扭断,固定位置的钻杆接头/稳定器磨损，扭矩增加，甚至在钻头提离井底时横向振动达（5〜20）Hz.

3）措施——将钻头提离井底并停止转动,然后减小转速,将钻铤重量控制在钻压的（1. 15~ 1. 25）倍以内。使用满眼钻具组合，减小稳定器的旋转摩阻,调节稳定器位置，调节钻井液性能,考虑使用井下动力钻具。

C）钻头回旋

1）机理——钻头按某点而不是按钻头或井眼的自身轴线偏心旋转（类似行星齿轮的运动方式）。这种情况下会造成钻头和钻柱高频率的横向和扭转振动。

2）现象——切削齿冲击损坏,钻头保径不均匀磨损，井径扩大,机械钻速降低,横向振动和扭转振动达1。〜50 H_Zo

3）措施——将钻头提离井底并停止旋转，然后降低转速,提高钻压,考虑更换使用平底、抗回旋钻头，下钻到底和扩眼时降低转速,在停止旋转之前提离井底，使用带全尺寸近钻头稳定器或扩眼器的钻具组合。

d）跳钻

1）机理一-钻压大幅度波动造成钻头不断跳离和冲击井底。这种机理通常在用牙轮钻头钻进硬地层时会出现。

2）现象——轴向振动频率大，达（I-IO）HzC造成提升设备抖动），钻压大幅度波动，切削齿/ 轴承冲击损坏,疲劳破坏，机械钻速降低。

3）措施——下入震击短节或水力推进器，调节钻压/转速，考虑更换钻头类型，改变底部钻

, 具组合长度.

e)其他机理--些现场数据和理论研究表明，存在激发共振的某种临界速度。RP 7G的旧版

本给出了预测这些临界速度的公式和图表。然而,通常现场是通过测量转速而不是用这些简単公式计算来判断严重的井下振动的.

12.2钻杆与钻铤之间的过渡

钻铤之上的几柱钻杆时常发生失效，说明在这几根钻杆处存在异常高的弯曲应力。当井斜角随井深增加而增大且钻头旋转提离井底时这种状况尤其明显。井眼方位偏离同时有小井斜变化时会造成紧接钻铤的几柱钻杆急剧弯曲。但当这几柱钻杆离开这一位置并转换到其他位置时，这些受损钻杆已混淆,无法识别。当这些钻杆一旦因累积疲劳破坏时,每一根钻杆都成为被怀疑的对象。一种降低过渡区失效和控制已损钻杆的操作方法是,在钻铤之上接9根或10根加重钻杆或较小尺寸的钻铤。这些钻柱用于过渡区,并作好记号以便识别。对这些钻柱的检査要比常规钻杆更频繁，目的是降低工作失效的可能性。使用加重钻杆降低了钻柱处的应力水平，并可确保在恶劣工作条件下有较长的寿命。

12.3上提被卡钻杆

超过表4、表6和表23中所列尺寸、钢级、重量和分级钻杆的最小拉伸屈服强度提拉被卡钻杆，通常认为不是好的操作方法。例如:假设一柱5 in,19. 5 ɪb/ft E级钻杆被卡，要施加的最大钩载近似值如下：

一级钻杆535 Ib 二级钻杆：270 432 Ib

要考虑钻杆在钻井液中的自重而产生的伸长量,并应采用用于钻杆自由状态或被卡钻时的正确公式来计算伸长量。

12.3. 1例1(见A. 6推导)

计算悬浮在10 lb∕gal钻井液中的IOOOO ft长钻杆柱的自由伸长量。

- ---—----[65. 44 一 1.4W_el

(30 )

9. 625 X IO⁷

10 OOO²

9.625 X1。' [65.44— 1.44 X1。」 = 53.03(iπ)

式中：

L_I—— 自由状态钻杆长度，单位为英尺(ft)；

We—钻井液密度,单位为磅每加仑(lb∕gal)；

e--伸长量,单位为英寸(in) o

12.3.2 例2(见A. 4推导)

确定一长10 000 ft,外径为4.5 in,线质量为16.6 lb∕ft的被卡钻杆的自由长度，由80 000 Ib拉力差值引起的伸长为49 in₀

_LI= 735 294 X_eX_WdP _735 294 X 49 X 16. 60

(31 )

_ 80 000

=7 476(ft)

式中：

L_I——咨由状态钻杆长度，单位为英尺(ft);

e 伸长量，单位为英寸(in) J

W_dP——线质量，单位为磅每英尺(lb∕ft)； .

P——拉力差，单位为磅(Ib)_D

121

12.4震击

为防止钻具补卡，打捞、测试、取心和其他操作期间通常都要下人震击器。通常震击器接在几根钻熨以下，对落鱼产生冲击载荷的作用。有必要采取一个正确的伸长量以产生所需的震击。在震击锤上提后,钻铤和复原中的伸长钻杆的运动质量的动能产生震击•震击力可能超过上提整个钻杆重量的 (3~4)倍,这取决于钻杆的类型和尺寸、钻铤的数量(重量)、摩阻力和震击器的行程等。这个力可能大得足以破坏被卡钻杆，所以当计划震击作业时应该予以考虑。

12-5套觥作业中的扭矩

尽管套铤作业期间可得到的扭矩数据不多,但却很重要。套锐管的摩阻将造成钻杆接头和钻杆上的扭矩显著增大，因此钻杆用于此项作业时要考虑到此情况，这在小间隙的定向井和深直井中表现特别明显(:见12. 6)。

12.6允许钩载和扭矩

用下列公式可以确定被卡钻柱的允许大钩负载和扭矩:

QT=曾严/声M ..............................(32)

式中：

Qt—拉伸状态下的最小抗扭屈服强度，单位为英尺磅力Ht ∙ Ibf)_S

j一极惯性矩,单位为四次方英寸质)；对于管柱J =汐

D——外径,单位为英寸(in);

d--内径，单位为英寸(in) i

Ym—最小屈服强度，单位为英尺磅力(ft ∙ Ibf)；

S,——最小抗剪强度，单位为英尺磅力Ht ∙ ɪbf);

(S_S = O,577Y_nι) •

P—总拉伸载荷，单位为磅(Ib)；

A—截面面积,单位为平方英寸(In2)。

举例计算被卡已施加拉伸载荷的钻杆上允许的扭矩：

假设条件：

a. 外径3. 5 in,线质量13. 3 lb∕ft,E级钻杆
b. 3. 5 in,IF钻杆接头

C. 卡点 4 000 ft

d. 拉伸载荷,100 000 Ib
e. 新钻杆

则 ____________ ,___一

C _o, 096 167X9, Clo (IOO OOO)² 宀由“C _ιu.

^QT-----鴻—V'^{75 OOO)} 一(3.62)2 =17 216(ft∙lb)

对于允许应用的大钩载荷、扭矩和泵压等数据,请参考StaIl和Blenk_an著的《被卡钻柱的允许大钩载荷和扭矩组合》。

12.7钻杆的双轴载荷

由于拉伸载荷影响而修正的钻杆抗外挤强度可以通过参考图81,并用12. 8,12. 9,12.10和12. 11 中所包含的公式和物理常数进行计算。，

12.8公式和物理常数

图81中所示的双轴屈服应力椭圆图只适用于塑性挤毁区，其给出以平均屈服应力(lb∕in≡)表示的轴向应力(lb∕in²)和以名义塑性抗挤强度表示的有效抗挤强度之间的关系。

122

+ rz+z^l = l,这个关系由以下公式描述:

r =拉伸作用下的有效抗挤强度（Ib/in，）

_ 名义塑性抗挤强度（ib∕in2）

— 总拉伸载荷（Ib）

*—横截面积X平均屈服强度 ..............................^t

平均屈服强度（单位:ɪb/in²）如下：

E75 钢级 85 OOO

X95 钢级 IIO

G105 钢级 120

S135 钢级 145

12.9弹性挤毁到塑性挤毁的过渡

无拉伸载荷时处于弹性区内的材料受到足够大的轴向载荷时会转变到塑性区，当軸向载荷低于这一转变载荷对弹性挤毁没有任何影响。在转变点，拉伸状态下的抗挤强度等于名义弹性挤毁压力，也等于拉伸系数（”与由名义塑性公式计算得来的抗挤毁强度的乘积。

方法;用附录A中的公式礁定的弹性挤毁和塑性挤毁值代入12.8中的公式（35）,并求出r₀然后解公式（33）,求殊将N代入12. 8中的公式（36）,得到总拉伸载荷。

12. 10拉伸载荷.对抗挤强度的影响

只有当拉伸载荷超过转变载荷时才会对弹性体产生影响，而对塑性变形体则在任何拉伸载荷下都有影响。任一情况下，由塑性变形公式〈附录A）确定的值都要进行修正。

方法:将拉伸载荷值代入12.8中式（36）,求•值。将•偵代入12.8中的式（34）,可解出r值。接下来,将r值代人式（35 ）中，求得拉伸状态下的有效抗挤强度。

12. 11双轴向载荷的计算举例

校正拉伸载荷下的钻杆抗挤强度的计算。

已知：5 in外径,19.50 lb∕ft,E级一级钻杆。

要求：在钻柱测试过程中根据拉伸载荷计算校正抗挤强度，内空钻杆下人15 lb∕gal钻井液中，作用在封隔器以上钻杆上的拉伸载荷为50 000 Ib_O

解：按下列步骤计算一级钻杆减小的横截面积：

a. 公称外径=5 in,公称壁厚=O. 362 in
b. 公称内径=4. 276 in
c. 一级钻杆减小的壁厚= 0.8X0. 362 = 0. 289 6（in）
d. 一级钻杆减小的外径=4.855 2（in）
e. 一级钻杆的横截面积=减小的外径面积一公称内径面积

= 18. 514 1-14. 360 3 = 4. 153 8（in²）

L 底部钻柱的拉伸载荷=50 000÷4. 153 8 = 12 037（lb∕in^z）

g. E级钻杆的平均屈服强度=85 000 lb∕in≈
h. 拉应力与平均屈服强度的百分比=II磚 XIOO% = 14.16%

oɔ UU^IJ

L在图81的右上方水平坐标上找到14.16%对应的点，并从此点向下作垂线与椭圆的右边部分相交。此点向左水平延长，在92%处与名义抗挤强度（中心垂直坐标）相交。

j. 一级钻杆的最小抗挤强度（表5） = 7 041 lb∕in²

123

120

100

OOO ʌ 2 4 6 „

轴向应力一屈服应力百分比

k-受拉伸载荷的影响校正后的抗挤强度=7 041 X0.92 = 6 478(lb∕in²)

注意：此例计算没有包括安全系数。

注：使用减小的横截面积、拉伸载荷和抗挤强度要考虑与所用钻杆的级别(一级、二级)相对应。

轴向应力一風風应力百分比

„ -IoO -80 - 60 -40 - 20 0 20 40 60 80 100 120

ι∣

MilleTandEdwards®

C-拉伸-赫

X 拉伸TΦ长

IlO

缴向压缩

纵向拉伸

挤毁

注：只适用于非腐蚀环境。

图81双轴屈服应力椭圆或最大剪切应变能■图

依据HOl_mQU_ISt和N_ad_ai的1939年著《API钻井与采油实践》中“深井套管挤毁”部分

13钻柱的鉴定、检查和分级

13. 1钻柱的鉴定和标记

根据API SPeC 7生产的钻柱可用其外螺纹根部的标识进行识别。钻杆根部的其他标识以及钻杆重量代码标识如图82所示，推荐的钻杆重量代码如表27所示。API Spec 7未包含的钻柱组件，也建议参照图82、图83所示的锐槽和开槽办法进行标识。

13.2检查标准一钻杆和油管柱

通过APl和IADC协会的共同努力，建立了旧钻杆的分级检査标准。表28中所述的方法曾在 1964年标准化会议上作为暂时性的标准被釆用，后来在1968年标准化会议上进行了修订并被批准为标准。为了增加一级钻杆的内容，1970年标准化会议又进行了一次修订。1971年标准化会议决定，把钻杆分级方法从API S_Pe_C 7附录中删除，并放入API RP 7G版本中。1979年标准化会议，对表29作了修订，适用于旧油管柱的分级。

本标准中应用的准则已经应用了多年。在多数应用中已经证明这些作法和分级原则是成功的，但仍需要增加检验部分内容。

13.2. 1检验能力的限制

大多数钻杆的失效是由某种形式的金属疲劳造成的。疲劳失效由最大值小于材料抗拉强度的交变应力或波动应力而产生。疲劳裂纹是逐渐形成的，在交变应力的作用下由细裂纹开始逐渐增大,形成的速度与施加的交变载荷有关,并在一定条件下可能非常快。失效通常显现不出过度塑性变形，以至于在明显出现损坏之前难以发现。目前，还没有公认的方法来确定累积疲劳破坏的程度或在给定应力水平下钻杆的剩余寿命。

目前公认的检验方法仅限于确定裂纹和凹痕以及其他表面伤痕的位置、剩余壁厚的测量.外径的测量和剩余横截面积的计算。最新的行业统计数据证实，旧油管本体大部分损坏主要发生在端部或卡瓦卡紧面。对于承受超高弯曲应力的钻杆，检查其疲劳裂缝时，应特别注意这些关键破坏区。已检査并未发现裂纹的钻杆可能会在很短使用期之后产生附加损坏，累积到以前的疲劳损坏而产生裂绞。

124

13. 2.2钻柱裂纹

疲劳裂纹是管体表面的一条单一的线形裂痕。这个裂痕如足够长，在磁粉探伤中可以通过磁粉显示其长度，且管外裂痕可通过肉眼检査，管内外裂痕都可用光或超声波检査。已产生裂纹的钻杆本体、接头和钻铤不能再继续使用。如果接头本体或钻铤未损坏部分条件允许的话,有裂紋的接头和钻铤可以进行修复。

13.2.3管壁的测・

按表28中对剩余壁厚的要求以及最小壁厚的测量方法对管体状况进行分级。公认的壁厚测量方法仅有壁厚千分尺、超声波测厚仪或伽码射线装置。操作者通过使用近似于壁厚的试块检测，其测量精确度在2%以内。用高灵敏性的超声波仪器时，必须小心谨慎以保证探测到的夹杂物不会解释为壁厚.

13.2.4横截面积的测定（可选）

利用直接显示仪器可测量横截面积。操作者釆用与被测管柱相近的一截管柱检测，其测量精度在 2%以内。没有这种仪器时,在管柱周向上每隔Iin测量一次壁厚取其平均值。

13.2.5步骤

旧钻杆应根据表28的歩骤和图84所示进行分级。表30给出了新钻杆、一级钻杆和二级钻杆最小屈服强度下的钩载。表IO则给出了用于新钻杆、一级钻杆和二级钻杆的对焊接头的最小外径和上紧扭矩的推荐值.按表29标准进行分级的新油管、一级油管和二级油管柱的最大允许钩载列于表31。

钻样标识示例'3

1	2	3	4	5	6
ZZ	ZZZ	~02	N	S	2

1裕杆接头生产厂家标识（见表26）

ZZ公司〈为举例虚拟的一个公司）

2焊接月份Cl~12月）3月

3焊接年份（年的后两位数字）2002

4错杆本体生产厂家标识

N——美国钢铁公司

5 钻杆钢级（见表26）S-S135钻杆

6钻杆重量代码'

¹钻杆接头厂家的符号、焊接的月份、年份、钻杆制造厂家和钻杆钢级代号都应如图所示打钢'印在外螺纹接头的根部。这些钻杼制造厂家和钻杆钢级的代号应该由制造厂、供应商、业主和用户的文件如出厂合格证或购货订单中说明。

²除按API SPeC 7的要求外,建议用韓槽的方式并打上钻杆重重代码。

图82钻杆授头上的钻杆标识

表26钻杆钢级代号及钻杆接头生产厂家代号

钻杆铜级代号

钢级

代码

E75

X95

G1O5

S135

管材制造商

（钢材生产商或加工商）

賞用 …非常用—

生产商代号生产商代号

ʌɪgorna X		ArmCO	A
BritISh SteeI		AmeriCan SeamIeSS	Al
SeanIleSS TUbeS LTD	B	B&W	W
DaIinine	D	CF&I	C
KaWaSaki	H	J&L	J
NiPPOn	I	LOne Star	L
NKK	K	OhiO	O
ManneSmann	M	^ReP^UbIi^C	R
ReynOldS AIUminUtn	RA	Tl	Z
SUTnitOmO	S	Tubemuse	TU
SiderCa	SD	VOeSt	VA
TanISa	T	Wheeling PittSbUrgh	P
US Steel	N	YOUngStOWn	Y
ValIQUreC	V
USed	U
加工商	代号
Grant TFW	TFW
OnlSCO	OMS
PrideCQ	FI
TeXaS SteeI COnVerSiOn	TSC

注=钻抒接头生产厂家代号可参阅在用版本的IADC钻井手册。

制造商是指钻杆钢材厂商或加工商，见API SP_eC 5D,钻杆规范。

这些代号用于区分制造商•表中提供的制造商有可能不在现行的API SPe_C 5D所列的制造商之列.现在注册的制造商名单在准许使用APl代号的制造商总目录中。

钻杆钢材制造商会按他们自巳的规范加厚或对管材热处理・但既然是钻杆制造商，其毎根钻杆上就应有钻

杆代号。

管材加工商购买管材胚料,并按自己的規范加厚或对管材热处理。这种情况下，做为钻杆制造商,其每根钻杆上都应有钻杆代号。

高强度标准重量钻杆

序列号的留空(可选)

管体重量代码

管体铜缀代码

高强度加重怙杆

考處表面处理的高强度加重钻杆

^#对外径5/ irɪ和更大的接头，槽和铳槽深度为％ in；对外径5 in和更小的接头,糟和锐槽深度为阳也。各种代码字体的大小为K iE以在用吊卡吊起时能够读到。

除按APl SPeC 7的要求标记外，建议还要用锐槽的方式在外螺纹根部打上钻杆重量代码、

一如果外螺纹接头需要进行表面处理，可按上图的方式增加槽的面积.

图83用于进行钻杵标识的铢植推荐作法

表27钻杆重■代码

⑴ 外径 in	(2) 公称重量 ib/ft	⑶ 壁厚 In	⑷ 重量代号	(1) 外径 Ln	(2) 公称重量 lb∕ft	(3) 壁厚 in	⑷ 重量代号
2⅜	4. 85	190	1	4½	20. 00	430	3
	6.65"	280	2		22.82	500	4
					24. 66	550	5
2⅞	6.85	217	1		25.50	575	6
	10.40*	362	2
				5	16. 25	296	1
3¼	9.5	254	1		19.50*	362	2
	13. 30*	368	2		25. 60	500	3
	15・ 50	449	3
				5½	19.20	304	1
4	11.85	262	1		21. 90*	361	2
	14.00*	330	2 _i		24. 70	415	3
	15.70	380	3
				6⅝	25.20*	330	2
4½	13. 75	271	1		27.7θ'	362	3
	16,60'	337	2
带*	的为该尺寸钻杆的标准重量

表28旧钻杆的分级标准

（包括所有尺寸、重量和钢级,公称尺寸是所有计算的基础）

⑴	⑵	' ⑶	<4)
钻杆状况	一级'	二级	三级
钻杆状况	二条白色带一个冲孔标准	黄色带二个冲孔标准	橙色带三个冲孔标准
1,外部状况4
A外径磨损
壁厚	剩余壁厚不少于8。％	剩余鷺厚不少于7。％	超过二级的任一缺陷和破坏
B,凹痕和磨伤	外径减少不超过3%	外径减少不超过4%
断裂、缩径	外経成少不超过3%	外径减少不超过4%
Q卡瓦部位机械损伤
切痕丄擦伤'	切痕舞度不超过平均壁厚	切痕深度不超过平均壁厚
	的 ιo%⁶	的 2。％，
D.应力引起的尺寸变化
（1）拉长	外径减少不超过3%	外径减少不超过'4%
（2）变短	外笹减少不超过3%	外径减少不超过4%
或腐蚀、切痕和擦伤
（1）腐蚀	剩余壁厚不少于80%	剩余壁厚不少于70%
（2）切痕和擦伤
纵向	剩余壁厚不少于80%	剰余壁厚不少于70%
横向	剩余壁厚不少于幽％	剩余壁厚不少于80%
F.裂纹*	无	无	无
2.内部状况
A.腐蚀凹痕
壁厚	从凹痕最深部位5余壁	从凹痕最深部位量剩余壁
壁厚	厚不少于80%	厚不少于70%
B.冲蚀和磨损
壁厚	務余壁厚不少于8。％	剩余壁厚不少于了。％
C∙裂纹'	无	无	_

ɪ预计扭矩或拉力要超过二级钻杆、油管柱的极限值，推荐采用一级。具体的一级和二级钻杆的临界值在表4、表6中分别列出。一级钻籽用两条白色带和在外螺纹接头35。〜18。台肩上打的一个冲孔来标识•

²剩余壁厚不能小于1. E<2）中的值。缺陷可以被磨去,并且磨到管子外表面接近平整，但提供的剩余壁厚不能 '少于该⅛1-E（1>所示值。

3无论哪一级钻杆，一旦发现疲劳裂纹或冲蚀,要用一条红色带来标识，并考虑不再继续使用。

⁴不能在钻杆带橡胶的情况下进行API RP ZG的检查。

^S平均相邻壁厚通过测量最深吃人点的相邻凹槽或擦伤的每一边壁厚来确定。

注意：该长度未包括在钻杆检査标准中

钻杆分扱中所包括的长度

注意言诙长度未包括在結杆检査标推中

错杆分鑑中所包括的长度

图84检査标准中所包括长度的说明

表29油管柱的分级标准

⑴	⑵	⑶	(4)
管柱本体状况	一条白色带'	二条白色带2	二级蓝色条带
1.外部状况	仅适用于管体
A,外径磨损
壁厚	剩于壁厚不少于87.5%	剩于壁厚不少于80%	剩于壁厚不少于70%
B.凹痕和磨伤	外径减少不超过2%	外径减少不超过3%	外径减少不超过4%
断裂、缩径	外径减少不超过2%	外径减少不超过3%	外径减少不超过4%
C卡瓦部位机械损伤
切痕L擦伤3	切痕探度不超过平均壁厚	切痕深度不超过平均壁厚	切痕保度不超过平均壁厚
	的 10% =	的 10%'	的 20%S
D.应力引起的尺寸变化
（n拉长	外径减少不超过2%	外径减少不超过3%	外径减少不超过4%
（2）变短	外径减少不超过2%	外径减少不超过3%	外径减少不超过4%
E,腐蚀、切痕和擦伤
<1）腐蚀	剩余壁厚不少于87.5%	剩余壁厚不少于80%	剩余壁厚不少于70%
（2）切痕和擦伤
纵向	剩余壁厚不少于87.5%	剩余壁厚不少于80%	剩余壁厚不少于70%
横向	剩余壁厚不少于87.5%	剩余壁厚不少于80%	剩余壁厚不少于80%
E裂纹*	无*________	无	无_______
2,内部状况（本体和加厚端）
ʌ.腐蚀凹痕
壁厚	从凹痕最深部位量剩余壁	从凹痕最躁部位量剩余壁	从凹痕最睬部位量剩余壁
	厚不少于87.5%	厚不少于80%	厚不少于70%
B,冲蚀和磨损
壁厚	剩余壁厚不少于87.5%	剩余壁厚不少于80%	剩余壁厚不少于70%
A.偏差
C.外加厚	内径比API标准尺寸少	内径比API标准尺寸少	内径比APl标准尺寸少
内加厚6	⅛ in	⅛ in	⅛ in
	无	无	无

¹建议特级作为新油管或近似新油管的标准来使用•特级油管应用一条白色带来识别。

²预计扭矩或拉力要超过二级油管柱的极限值，推荐釆用一级.一级油管将用两条白色带识别。

³剩余壁厚不能小于I-E（Z）中的值•若剩余壁厚不籤于本⅛ I-E（I）中所列值，则对缺陪进行磨光处理，并且磨到管子外表面接近平整。

⁴无论哪一级油管，一旦发现疲劳裂纹或冲蚀，要用一条红色带来标识，并考虑不再继续使用。

⁵通过测量最深吃入点的相邻凹槽或擦伤的每二边壁厚来确定平均相邻壁厚.

⁶适用于镣孔后的内加厚袖管。

表30新、一级（旧）、二级（旧）钻杆在最小屈服张强度下的钩载

（由于计算所用圆整方法不同,本表中大钩载荷与表LL6,8和9中所列同一钻杆尺寸和级别的拉伸载荷数据略有不同）

<1) ⑵	(3) (4) (5) (6) (7) (8)	(9) (Io) (11) (12) (13)	(14) ¢15) 06) (17) ¢18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		_{ta Z}〜最小剩减小后	最小剩减少后疝-E
单位	_X 原横截屈服	外径减 ʌ 出* 截面积	外役减截面积 _f,₊.
外径	原外径壁厚内径 E 昨* 钩载	_I M余壁厚横截亠I 钩载	_I M余壁厚横截 _II 钩载
重量	面积强度	少20% J E 之比	少30% “ 之比
		(80%) 面积	(70%) 面积
in lb∕ft	in in in in² lb∕iπ² Ib	in tn in² % Ib	in in in² % Ib
2⅜ 4.85	2. 375 0. 190 1,995 1. 304 2 75 000 97 817	22 990 O_T 152 1. 025 2 78.61 76 893	2. 261 0 0.133 0. S89 1 68. 17 66 686
	95 000 123 902	97 398	84 469
	105 000 136 944	107 650	93 360
	135 000 176 071	138 407	120 035
2% 6.65	2.375 0.280 1. 815 L 842 9 75 000 138 214	2.263 0 0. 224 1.434 9 77.86 107 616	2,207 0 0,196 1.238 3 67.19 92 871
	95 OOo 175 072	136 313	117 636
	105 000 193 500	150 662	1约 019
	135 000 248 786	193 709	167 167
2% 6.85	2.875 0,217 2.441 1. 812 0 75 000 135 902	2.788 2 0. 174 1.426 0 78.69 106 946	2. 744 8 0.152 L 237 4 68.29 92 801
	95 000 172 143	135 465	117 549
	105 000 190 263	149 725	129 922
	135 000 244 624	192 503	167 043
2⅛ 10. 40	2. 875 0.362 2. 151 2.857 9 75 OoO 214 344	2.730 2 0. 290 2.220 5 77.70 166 535	2.657 8 0.253 1. 914 1 66. 97 143 557
	95 000 271 503	210 945	181 839
	105 OOO 300 082	233 149	200 98。
	135 000 385 820	299 764	258 403
3¼ 9.50	3.500 0.254 2. 992 2. 590 2 75 OoO 194 264	3.398 4 0.203 2.039 7 78.75 152 979	3. 347 6 0.178 L 770 6 68.36 132 793
	95 OOO 246 068	193 774	168 204
	105 000 271 970	214 171	185 910
	135 000 349 676	275 363	239 027

GBM 24956i20^s

GB"2495612010

衰30 (续)

⑴ (2)	(3) (4) (5) 〔6) (7) (8)	(9) (10) ¢11) (12) (13)	(14) (15) (16) (17) ¢18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		最小剩减小后	_最小剩减少后士HE
单位	E _ 原横截屈服	外径减7 TJ 截面积	外径减截面积
外径	原外径壁厚内径 Sgq 钩载	_I 7余壁厚横截 7,钩載	余壁厚横截钩载
重量	面积强度	少20% , 之比	少3。％ “ B 之比
		（80%）面积	(70⅜) 面积
in lb∕ft	Ln in in in^E lb∕in^s Ib	in in Ln^K ⅝ Ib	in in in² % Ib
3翊 13.30	3. 500 0.368 2. 764 3. 620 9 75 OOO 271 569	3,352 8 0. 294 2.828 7 78. 12 212 150	3. 279 2 0.258 2.445 3 67,53 183 398
	95 OOO 343 988	268 723	232 304
	105 OOO 3fiO 197	297 OlO	256 757
	135 OOO 48& 825	381 870	330 216
3½ 15.50	3. 500 S 449 2,602 4. 303 7 75 OOO 322 775	3. 320 4 0. 359 3. 341 6 77. 65 250 620	3. 230 6 0,314 2.879 6 66,91 215 967
	95 OOO 408 枫8	317 452	273 558
	105 OOO 451 885	350 868	302 354
	135 OOO 580 995	451 115	3S8 741
4 11.85	4. OOo 0.262 3. 476 3. 076 7 75 OOO 230 755	3_f S95 2 0.210 2.426 9 78.88 182 016	3. 842 8 0. 183 2.108 4 68.53 158 132
	95 OOO 292 290	230 554	200 301
	105 OOO 323 057	254 823	221 385
	135 OOO 415 360	327 630	284 638
4 14. OO	4*000 O. 330 3. 340 3. 804 8 75 OOO 285 359	3.868 0 0,264 2.989 1 78,56 224 182	3.802 0 0.231 2. 591 5 68.11 194 363
	95 OOO 361 454	283 963	246 193
	105 OOO 399 502	313 854	272 108
	135 OOO 513 646	403 527	349 853
4 15,70	4.000 0.380 3,240 4. 321 6 75 OOO 324 118	3.848 0 0. 304 3. 384 7 78. 32 253 851	3. 772 Cl 0.266 2.929 S 67.80 219 738
	. 95 OOO 410 550	321 544	Ξ78 335
	105 OOO 453 765	355 391	307 633
	135 OOO 583 413	456 931	395 526

GB、T 24956—2CHO

(1) (2)	⑶ (4) 〔5) (6) (7) (8)	(9) (10) (11) (12) (13)	(14) (15) (16) <17> (18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		UCJ.最小剰减小后十5	3最小剩减少后
单位	,,,.is ., 原横截屈服 4耳	外径减 Z 盛4 截面积山4	外径减奸― 截面积 V-
外径工卫	原外径壁厚内径 HE 由土钩载	_{I n} 2余壁厚横截 __VIJZ 钩载	."余壁厚横截 . 钩载
重量	面积强度	少20% _nz E 之比	少30% E 之比
		(80%) 面积	(70%) 面积
in lb∕ft	in in in in² Ib∕ιn² Ib	in in in² % Ib	in in in² % Ib
4¼ 13.75	4. 500 0. 271 3. 958 3. 600 5 75 000 270 034	4. 391 6 0.217 2.843 4 78. 97 213 258	4,337 4 0.190 2.471 9 68.65 185 390
	95 OQO 342 043	270 127	234 827
	105 000 378 047	298 562	259 546
	135 000 486 061	383 865	333 702
4½ 16.60	•4.500 0,337 3.826 4,407 4 75 OOQ 330 558	4. 365 2 0.270 3.468 9 78. 70 260 165	4.297 8 0.236 3. GlO 3 68.30 225 771
	95 000 418 707	329 542	285 977
	105 000 462 781	364 231	316 080
	135 000 595 004	468 297	406 388
4¼ 20.00	4,500 0. 430 3. 640 5,498 1 75 000 412 358	4. 328 0 0. 344 4. 3。5 5 78. 31 322 916	4.242 0 O_i 301 3.726 7 67.78 279 502
	95 OOO 522 320	409 026	354 035
	105 000 577 301	452 082	391 302
	135 000 742 244	581 248	503 103
4% 22.82	4.500 0. 500 3, 500 6.283 2 75 000 471 239	4. 300 0 0. 400 4. 9。0 9 78, 00 367 566	4,200 0 0. 35。 4.233 3 67.37 317 497
	&5 000 596 903	465 584	402 163
	105 OOo 659 735	514 593	444 496
	135 000 848 230	661 620	571 495
5 16.25	5_t 000 0.296 4.408 4.374 3 75 000 328 073	4. 881 6 0. 237 3. 455 4 78. 99 259 155	4.822 4 0,207 3.004 2 68,,68 225 316
	95 000 415 559	328 263	285 400
	105 000 459 302	362 817	315 442
	135 000 590 531	466 479	. 405 568

134

裏30 (续)

(1) ⑵	(3) (4) (5) (6) (7) (8)	(9) (IO) (11) t!2) (13)	CU) <15) (16) (17) (18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		UU最小剩减小后〜	_IaJ4 最小剩减少后* S
“ 单位	原横截屈服 4	外径减人i一截面积 a	外径减 ʌ 1 »4 截面积
外径	原外径壁厚内径 HE _Mrte 钩载	,_fiz余壁厚横截二r 钩载	_I X余壁厚横截宀，钩義
重量	面积强度	少如％ “J 之比	少30% , 之比
		(80%) 面积	C70⅝) 面积
in lb∕ft	in in En in² lb∕in^z Ib	In in in² % Ib	in in in² % Ib
5 19.50	5.000 0.362 4, 276 5,274 6 75 000 395 595	4_t855 2 0. 290 4.153 8 78. 75 311 535	4. 782 8 0. 253 * 605 8 68.36 270 432
	95 000 501 087	394 612	342 548
	105 000 553 833	436 150	378 605
	135 000 712 070	560 764	486 778
5 25. 60	5.000 0.500 4,000 7. 068 6 75 000 530 144	4.800 0 0.400 5.529 2 78.22 414 690	4. 700 0 0.350 4.783 1 67,67 358 731
	95 000 671 515	525 274	454 392
	105 OOO 742 201	580 566	502 223
	135 000 954 259	746 443	645 715
5M 19.20	5.500 0.304 4.892 4. 962 4 75 000 372 181	5.378 4 0.243 3.923 5 79.06 294 260	5.317 6 0.213 3.412 7 68.77 255 954
	95 000 471 429	372 730	324 208
	105 000 521 053	411 965	358 335
	135 000 669 925	529 669	460 717
5 捌 21.90	5.500 0.361 4, 778 5.828 2 75 000 437 115	5.355 6 O_t 289 4.597 1 78.88 344 780	5. 283 4 0. 253 3*993 8 68_t 52 299 533
	95 000 553 681	436 721	379 409
	105 000 611 963	482 692	419 346
	135 OQO 786 809	620 604	539 160
5¼ 24.70	5,500 0_t 415 4. 670 6. 629 6 75 000 497 222	5.334 O 0.332 5.217 1 78.69 391285	5,251 0 0. 290 4.527 1 68.29 339 533
	95 000 629 814	495 627	430 076
	105 000 696 111	547 799	475 347
	135 000 894 999	704 313	611 160

GB/T 24956—2010

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)	⑼	(Io)	(11)	(12)	(13)	(14)	(15)	(16)	(17)	(18)
		新						一级(旧)					二级(旧)
外径	单位重量	原外径	壁厚	内径	原横截面积	屈服强度		外径减少20 ⅝	最小剩余壁厚 (80%)	减小后横截面积	截面积之比	钩载	外径减少30%	最小剩余壁厚 (70%)	减少括横截面积	截面积之比	钩载
in	lb∕ft	in	in	in	in^z	lb∕ in²	Ib	in	in	in²	%	Ib	in	in	in²	%	Ib
6%	25.20	6. 625	0.330	5. 965	6. 526 2	75 000	489 464	6. 493 0	0. 264	5. 166 2	79. 16	387 466	6.427 0	0. 231	4.496 5	68.90	337 236
						95 000	619 988					490 790					427 166
						105 000	685 250					542 452					472 131
						135 000	881 035					697 438					607 026
6%	27. 70	6.625	0.362	5. 901	7.122 7	75 000	534 199	6. 480 2	0.290	5.632 3	79.08	422 419	6. 407 8	0.253	4, 899 4	68.79	367 455
						95 000	676 652					535 064					465 443
						105 000	747 879					591 387					514 437
						135 OOO	961 558					760 354					661 419

GB、T 24956

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136

表31新、一级（旧）、二级（旧）油管柱在景小屈服强度下的钩载

（由于计算所用圆整方法不同，本表中大钩载荷与表2,4,6,8和9中列同一钻杆尺寸和级别的拉伸载荷数据略有不同）

CI) ⑵	(3) ¢4) (5) (6) (7) <8)	<9) C10) (iυ (12) ¢13)	¢14) (15) (16) ¢17) (18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		U"i最小剩减小后	_r q最小剩减少后_Jto E
单位	原横截屈服	外径减截面积	外径减 3 4 截面积 …
外径 ɪ;	原外径壁厚内径 HE 川* 钩裁	_{I QZ}余壁厚損截二钩载	_I U余壁厚横截宀5 钩载
重量	面积强度	少新％静士 E 之比	少3。％ W E 之比
		（80%〉面积	〔70%）面积
in lb∕ft	in in in in² lb∕itι² Ib	in in in² % Ib	in in in² ¼ Ib
% 1.20	1.050 0.113 0. 824 0. 332 6 55 000 18 295	1,004 8 0,090 0.259 7 78.07 14 283	0.982 2 0.079 0. 224 4 57.47 12 343
	75 000 24 948	19 477	16 832
	80 000 26 611	20 775	17 954
	105 000 34 927	27 267	23 564
⅝ 1.50	1.050 0.154 0.742 0.433 5 55 000 23 842	0.988 4 0. 123 0,334 9 77.25 18 418	0. 957 6 0. 108 0. 287 8 66. 39 15 829
	75 000 32 512	25 115	21 585
	80 000 34 679	26 790	23 024
	105 OoO 45 516	35 161	30 219
1 1.00	1.315 0.133 1.049 0. 493 9 55 000 27 163	1.261 8 0, 106 0, 386 2 78. 20 21 242	I_t 235 2 0,093 0. 334 0 67. 64 18 372
	75 000 37 041	28 966	25 053
	80 OOO 39 510	30 897	26 724
	105 OoO 51 857	40 552	35 075
1 2.25	1. 315 0.179 0 957 0. 638 8 55 OOO 35 135	1. 243 0. 143 0.495 0 77.48 27 222	1. 207 6 O_H 125 0.426 0 66. 69 23 432
	75 000 47 912	37 122	31 953
	80 000 51 106	39 596	34 083
	105 000 67 077	51 970	44 734
1¼ 2.40	1. 660 0.140 1. 380 0.688 5 55 Ooo 36 769	1.604 0 0. 112 0.525 0 78,53 28 873	1. 576 0 0.098 0.455 0 68.07 25 027
	75 000 50 140	39 373	34 128
	80 000 53 482	41 998	36 403
	105 OoO 70 196	55 122	47 779

GB/T 24956—2010

⑴ ⑵	⑶ (4) (5) ⑹ (7) (8)	(9) (IO) (.11) (12) (13)	(14) (15) <16) (17) (18)
	新	一级（旧）	二级Q日）
		*石一最小剩减小后电5	最小剩减少后5
_S i 单位	亠原横截屈服	外径减 AA 心截面积亠	外径减，a. 截面积 4
外径二	原外径壁厚内径钩载	._I 余壁厚横截宀山钩载	.'余壁厚横截 —土钩载
重量	面积强度	少20% _ny _ 之比	少3。％ n, HE 之比
		(80%) 面积	(70%) 面积
In lb∕ft	Ln in in in^z lb∕in² Ib	in in in^z ⅛ Ib	in in in² % Ib
1,¼' 3.02	1.660 0. 191 1. 278 0.881 5 55 ODO 48 481	1.583 6 0.153 0,686 8 77.92 37 776	L 545 4 0. 134 0.593 0 67. 27 32 613
	75 000 66 110	51 513	44 472
	80 Ooo 70 517	54 947	47 437
	105 000 92 554	72 118	62 261
1¼ 3.20	1.660 0.198 L 264 0.909 4 55 000 50 OIS	1. 580 8 0. 158 0. 707 8 77.83 38 930	1.541 2 0.139 0. 610 7 67. 16 33 590
	75 000 68 206	53 087	45 805
	80 000 72.753	56 626	48 858
	105 000 95 489	74 322	64 126
1¼ 2.90	1.900 0. 145 1.610 0.799 5 55 000 43 970	1.842 0 0. 116 0.629 0 78.6δ 34 595	1.813 0 0. 101 0. 545 7 68. 26 30 016
	75 000 59 959	47 175	40 931
	80 OOO 63 957	50 320	43 660
	105 000 83 943	66 045	57 304
1½ 4.19	1.900 0.219 1.462 1, 156 5 55 000 63 610	1.812 4 0. 175 0,901 1 77.92 49 562	1.768 6 0. 153 0,777 9 67.26 42 787
	75 OCKi 86 741	67 584	58 345
	80 000 92 523	72 090	62 235
	105 000 121 437	94 818	81 684
Z⅛ 3.25	2.063 0. 156 1. 751 0.934 6 55 000 51 403	2.006 6 0. 125 0. 735 4 78. 69 40 450	L 969 4 0, 109 O.638 2 68_t28 35 099
	75 ClOO 70 095	55 158	47 862
	80 000 74 768	58 836	51 053
	105 000 98 133	77 222	67 007

GB'T 24956l2^o≡

表31 (续)

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	⑺	(8)	⑼	(10)	(11)	(12)	(13)	(14)	(15)	(16)	(17)	(18)
		新						一级(旧)					二级(旧)
外径	单位重童	原外径	壁厚	内径	原横截面积	屈服强度	钩載	外径减少20%	最小剩余壁厚 (80%)	减小后横截面积	截面积之比	⅛¾裁	外径减少30%	最小剩余壁厚 (70%)	减少后横截面积	截面积之比	钩载
in	lb∕ft	in	in	in	in²	lb∕in²	Ib	in	in	⅛^z	%	Ib	in	In	in²	%	Ib
2h	4. 70	2.375	0.190	L 995	1,304 2	53 OoO	71 733	2. 299 0	0. 152	L 025 2	78, 61	56 3B8	2.261 0	0.133	0. 889 1	68. 17	48 903
						75 000	97 817					76 893					66 686
						80 OOo	104 339					82 019					71 132
						105 000	136 944					107 650					93 360.
2⅝	5. 30	2. 375	0. 218	1.939	1.477 3	55 000	81 249	2.287 8	0. 174	1,157 9	78, 38	63 686	2.244 2	0. 153	1.002 7	67.83	55 150
						75 000	110 794					86 844					75 205
						80 OOO	118 181					92 634					80 218
						105 Ooo	15 512					121 581					105 286
2妬	5. 95	2.375	0. 254	1.867	1,692 5	55 000	93 087	2_τ273 4	0. 203	1.321 6	78.08	72 686	2.222 6	0*178	1.142 2	67.49	62 82。
						75 000	126 936					39 117					85 663
						80 000	135 399					105 725					91 374
						105 000	177 711					138 764					119 928
2%	6. 50	2.875	0.217	2.441	1,812 0	55 000	99 661	2. 788 2	O_t 174	1.426 0	78. 69	76 427	2,744 8	0.152	1.237 4	68.29	88 054
						75 000	135 902					106 946					92 801
						SO OOO	144 962					114 076					98 98B
						105 000	190 263					149 725					129 922
2%	8. 70	2.875	0. 308	2. 259	2_t483 9	55 000	136 612	2.751 8	0. 246	1. 939 4	78.08	106 667	2.690 2	0.216	1.676 1	67,48	92 186
						75 OoO	186 289					145 455					125 709
						80 000	198 708					155 152					134 089
						105 OOO	260 805					203 637					175 992

24956—203

/IX

表

GB、T 24956I2≡O

(1) (2)	(3) (4) (5) (6,) (7) (8)	(9) (10) (.11) (12) (13)	(14) (15) (16) (17) (18)
	新	一级（旧）	二级（旧）
		,5最小剩减小后 H〜	.,._最小剰减少后H .
单位	y :一亠。原横截屈服	外径减 ʌ _X截面积	外径减，截面积〜-
外径∑≡	原外径壁厚内径 E- 钩载	_I「「余壁厚横截宀，钩载	_I n余壁厚横截钩载
重量	面积强度	少20% n, 十6 之比	少3。％ “、之比
		(80%) 面积	(70%) 面积
in lb∕ft	in in in iπ² lb∕ιn^z Ib	in in in³ % Ib	in in in² % Ib
2⅞ 9.50	2.875 0,340 2.195 2,707 7 55 OOO 148 926	2,739 0 0. 272 2.108 1 77.85 11,594 5	2.671。0.238 1.819 2 67.18 IOO 053
	75 OOO 203 080	.158 106	136 436
	80 OOO 21G 619	168 647	145 532
	105 OOO 284 313	221 349	191 <J11
2% 10.70	2.875 0.392 2.091 3.057 8 55 OOO 168 180	2. 718 2 0.314 2.369 0 77.47 130 296	2. 639 8 0,274 2.039 1 66.68 112 151
	75 OOO 229 337	177 676	152 933
	80 OOO 244 626	189 522	163 128
	105 OOO 321 072	248 747	214 106
2⅛ 11.00	2.875 0.405 2.065 3.142 7 55。。。172 848	2. 713 0 0. 324 2.431 7 77. 38 133 744	2. 632。0.283 2.091 7 66.56 115 042
	75 OOO 235 702	182 378	156 875
	80 000 251 415	194 536	167 334
	105 OOO 329 983	255 329	219 626
3½ 12.80	3.500 0.368 2.764 3.620 9 55 OOO 199 151	3.352 8 0.294 2.828 7 78. 12 155 577	3, 279 2 0.258 2.445 3 67.53 134 492
	75 OOO 271 569	212 150	183 398
	80 OOO 289 674	226 293	195 624
	105 OOO 380 197	297 OlO	256 757
3¼ 12.95	3. 500 O, 375 2. 750 3.681 6 55 OoO 202 485	3.350 0 0.300 2.874 6 78.08 158 101	3,275 0 0.263 2,484 3 67,48 136 637
	75 OOO 276 117	215 592	186 323
	80 OOO 294 524	229 965	198 745
	105 OOO 386 563	301 828	260 853

140

表31 (续)

Cn ⑵	⑶ ⑷ (5) (6) (7) ⑻	⑼ (10) (11) ¢12) ¢13)	(14) 05) (16) (17) (18)
	新	一级(旧)	二级(10)
		最小剩减小后	最小剩减少后斗 A
单位	亠原横截屈服亠n	外径减7 截面积3	外径减 Agg 璃辺截面积〜a
外径	原外径壁厚内径 HE 力土钩载	余壁厚横截构载	,_nz余壁厚横截亠' 钩载
重量	面积强度	少20% , 之比	少30% 之比
		(80%) 面积	(70%) 面积
in lb∕ft	in in in in^ε lb∕in² Ib	Ln Ln in^E % Ib	in in in² % Ib
3½ 15.80	3. 500 O_J 476 2, 548 4. 522 1 55 OQQ 248 715	3.309 6 0. 381 3. 503 8 77. 48 192 708	3.214 4 0,333 3.016 O 66.69 165 879
	75 000 339 156	262 783	226 198
	80 000 361 767	280 302	241 278
	105 000 474 819	367 897	316 678
3½ 16. 70	3,500 0 0, 510 2. 480 4, 790 6 55 OOO 263 484	3.296 0 O_t 408 3.701 8 77.27 203 596	3. 194 O 0.357 3, 181 8 66. 42 175 OOl
	75 OOO 359 296	277 631	238 638
	80 OOO 383 249	296 140	254 547
	105 OOO 503 015	388 684	334 093
4½ 15. 50	4.500 O O. 337 3. 826 4. 407 4 55 OOO 242 409	4.365 2 0. 270 3.468 9 78.70 190 788	4.297 8 0.236 3.010 3 68.30 165 565
	75 OOO 330 558	260 165	225 771
	80 OOO 352 595	277 509	240 823
	105 OOO 462 781	364 231	316 080
4½ 19,20	4.500 0.430 3_τ fi40 5. 498 1 55 OOO 302 396	4.328 O 0. 344 4. 305 5 78.31 236 805	奴 Z42 O 0.301 3.726 7 67,78 204 968
	75 OoO 412 358	322 9】6	279 502
	80 OOO 439 848	344 443	298 135
	105 OoO 577 301	452 082	391 302

GB/T 24956—2010

13.2.6检验分级标识

钻杆的永久标记或级别分辨标记示例（见表28注1）应该打印在：

a）外螺纹端35。或18。斜台肩上。

b）或在钻杆接头其他一些低应力部位,这样便于在各种作业中标记都能正常保持。

C）应避免在钻杆的外表面上打印冷钢印。

d）一个中心冲孔表示一级，两个表示二级，三个表示三级。

13.3钻杆接头

13,3. 1颜色代码

表27中给出的旧钻杆分级方法包含识别钻杆级别的颜色代码符号。推荐采用同样的方法对钻杆接头进行分级鉴别。此外，钻杆接头还可按现场修理和报废或车间修理进行识别。钻杆接头和钻杆的颜色代码方法见图85。

钻杆接头和钻杆的分级	标记带的数目和颜色	钻杆接头状况	标记带的颜色
一级	两条白
二级	一条黄	报废或车间可修复的	红色
三级	一条橙	现场可修复的	绿色
废管	一条红

图85钻杆和钻杆接头Si色代码识别

13. 3.2 检查标准

以下推荐的旧钻杆接头的检査标准最初包含在API SPeC 7的附录中。经1971年标准化会议讨论后被放进了 API RP 7G中。

13.3.2. 1必检査项目

下面是要求检査的项目：

a）外径测量一在离台肩1 in处测量钻杆接头的外径,并根据表10中的数据来决定分级，当接头偏磨时，应使用最小台肩宽度。

b）台肩状况——检査台肩有无擦伤、裂痕、凹痕和毛刺或任何其他会影响接头承压能力的缺陷及可能影响接头稳定性的条件。确保接头具有不小于％2 ⅛X45°的台肩倒角。

13.3.2.2可选检査的项目

下面是可选检查的項目：

a）台肩宽度。釆用表IO中的数据来确定工具接头在受外径控制的情况下可允许的最小台肩宽度。

b）肉眼检査螺纹形状。注意扭矩过大、扭矩不足、粘扣、伸长的迹象，目的是发现操作引起的损坏、腐蚀破坏或磨损。

C）内螺纹接头膨胀/外螺纹接头伸长。这些是扭矩过大的迹象，这些现象的存在对接头将来的性能有很大影响。螺距规是测量外螺纹接头伸长量的唯一标准方法。对于旧接头，推荐外螺纹接头2 in伸长量超过0.006 in应重新加工,所有伸长的接头都应作裂纹检查。

API SP_eC 7中表25推荐,应该检査内螺纹接头镇孔直径（QQ。如果Q。直径比允许的外螺纹

141

差大％2 in，内螺纹接头就应重新加工。

d）磁粉探伤.如果发现有伸长的膨胀迹象，就应该对外螺纹接头的整个螺纹部位，特别是最后啮台部位进行磁粉检査，以确定是否存在横向裂纹。

在高应力环境下，或者有损伤迹象，例如有裂纹时，就应该对内螺纹接头的整个螺纹部位，特别是最后啮合部位进行磁粉检查，以确定是否存在横向裂纹。

摩擦热可能导致产生纵向或者不规则方向的裂纹（见8.6"若如此，除了环形耐磨层，外螺纹接头、内螺纹接头都需进行表面磁粉探伤检査，重点应放在纵向裂纹探测上。

在钻杆接头检査中，推荐使用湿荧光磁粉方法探测裂纹。除了所有的环形耐磨层，螺纹部分或者接头本体内部有裂纹的钻杆接头都不能继续使用。若未受损的钻杆接头本体允许，可对产生裂纹的钻杆接头进行修复。

e）最小钳位。见图86。确定旧钻杆接头的最小钳位的标准是要保证在钻台上安全有效地进行大钳操作，特别是使用手动大钳时,应该有足够的使大钳牙板咬合的空间。留有足够的空间，让司钻/钳工能确认上扣和卸扣时不防碍接头的台肩配合。

同时推荐，当确定最小钳位时，任何表面硬化处理的外螺纹接头/内螺纹接头的钳位都应排除在太钳牙板咬合位置外。这样操作可以使大钳上到适宜的程度，并且使大钳牙板的损伤达到最小化。接头直径磨损到初始硬化表面被磨掉的情况下，操作者在确定最小钳位时就可以包括这部分。

使用其他类型大钳,或为上扣、卸扣而设计的工具所需的最小钳位可能与手动大钳的最小钳位不同。此时,应建立一个标准以确保本标准可以满足使用。

就接头的强度和完整性而言,最小钳位不能作为选择钻杆接头的一种方法。

图86钳位和基准标记位置

13. 3.3 -般检査

a）量规检査。在旧接头上使用塞规和环规进行检査时,螺纹磨损、塑性变形、机械损伤和不清洁都可能造成错误读数。因此,环规和塞规不能用来确定台肩或接头连接是报废还是继续使用。

b）受损台肩的修复。修复受损的钻杆接头台肩表面时，应去掉少量的材料。比较好的作法是从内螺纹或外螺纹台肩任意亠重修面上清除不超过％ in的材料，累计不超过％ In_O

建议用一个基准标记来确定可从接头的上紧台肩上清除的材料量。这个基准标记应适用于量规测量后的新接头或新加工接头。基准标记的形状可能是一个直径为％ in的圆，带有一条与这个圆相切且与台肩平行的线条，如图86所示。台肩到线条的距离应为％ in。这个基准或其他类型基准参数的调整可以随接头制造商或加工车间获得。

13.3.4适用范Ba

图84中的尺寸A表示的是在13. 2.5的钻杆分级方法中所包括的长度，尺寸B表示的是13. 3. 2 中钻杆接头检查标准所包括的长度。检査标准中未包括的长度由图84尺寸C的标识表示。

13.4钻梃检查程序

以下是推荐的旧钻铤的检査歩骤：

a）肉眼检査总长以确定明显的损害和整体状况.

b）测量两端的外径和内径。

C）彻底清洗内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹，用润湿荧光磁粉进行探伤检査是否有裂纹，并要用放大镜来检査内螺纹接头的裂纹。有裂纹的钻铤不能继续使用,若未受影响部分条件允许，受损钻铤可以进行车间修复.

d）用螺纹量规检査螺纹牙形并检査外螺纹接头是否伸长。

e）检查内螺纹接头疆孔直径是否胀大。此外,用一直尺放在螺纹的顶端来检査内螺纹是否因胀大而变形。某些加工车间加工的内螺纹接头镇孔直径大于APl标准，因此该项检査可能会得出误导性的结果。

f）检查内螺纹接头和外螺纹接头的台肩是否损坏。所有现场可修复的损坏都要通过重修端面和倒角来修复。较严重的台肩损害要在技术较高的加工车间按APl标准尺寸进行修复。

13.5钻键悬吊系统

13. 5. 1带槽钻铤的使用有助于节省起下钻时间，但也给钻台操作带来了一些潜在的危险。通过严格遵守标准检査程序，这些问题可以减到最低程度。

13.5.2钻铤上的吊卡台肩是新的时,它是直角的，并有足够的面积与吊卡接触《新钻杆和吊卞的尺寸规范见图87、图88和表32）。当钻铤使用磨损后，如图89所示，吊卡接触面积随钻铤外径磨损而减少。由于钻铤上吊卡的台肩磨出斜角和台肩角上磨出圆弧半径増大,且吊卡座上有相应的磨损，吊卡的外扩张载荷增大。吊卡的承载能力由于扩张作用会急剧降低，因为几乎所有钻铤吊卡都只用于具有直角形台肩的钻铤。例如，如果钻铤外径磨损耳in,拐角处％? in,半径磨损，台肩上磨掉5°角，根据钻铤尺寸大小和吊卡设计，吊卡承载能力得降低40%〜60%。

，矗

图87钻铤吊卡

图88钻铤的吊卡槽和解卡植

13. 5.3在达到这个危险点之前，钻铤和吊卡需进行修复,将台肩修复成直角。当台肩重新加工时,必须确定钻铤上的吊卡台肩半径要进行冷加工（见第M章：特殊处理）。钻铤槽直径和吊卡孔之间的过度松动会减少台肩的支撑面积,从而使过多的载荷转移到吊卡侧门上。因此，吊卡的顶孔也需检查并进行修正。

13.5.4推荐的钻铤吊升系统检査步骤

≡＞彻底清洗和检査提升短节，检査有无裂纹。

b）检査耳环（通常称为吊环）有无裂纹，并仔细测量确定它们的长度相差不超过1 in。

C）彻底清洗并用磁粉对钻铤吊卡进行探伤，检查是否破裂。确定吊卡安全锁销开关灵活有效。检査吊卡的顶座确定其成直角。按照下列步骤检査吊卡顶孔：

D中心锁销式吊卡

扣好吊卡,然后楔住吊卡开口的前部和背部,并沿吊环臂之间在顶孔最大部位进行测量。这个方法可以测量吊卡孔的总磨损量（可能非常少）以及锁轴和锁销表面的磨损。对于 5⅝ in或更小的钻铤，吊卡的磨损不能超过£ in,5% in以上的钻铤，吊卡的磨损不能超过 ⅛ in。

2＞侧开式吊卡

扣好吊卡，然后楔住锁销开口。从前到后测量顶孔孔径。釆用中心锁销式吊卡相同的磨损公差。

d）检査钻铤上的吊卡台肩以确定它是直角形的（见13. 4钻铤检査程序）。

e）检査钻铤卡瓦的整体状况并校椎要入井的钻铤尺寸范围。査找裂纹、缺失的锁销、松动的卡瓦牙板、磨钝的卡瓦齿、弧形的背锥（从钻铤台肩上卡住）和弯曲的提手。

f）检査安全卡瓦整体状况，査找有无裂纹、缺失的锁销、粘扣或拉断的螺纹丝扣、磨圆的螺母或搭手、磨钝的咬合齿、损坏的卡簧和不能上下活动自如的卡瓦。

表32钻铤糟和吊卡.孔的尺寸

(1)	(2>	⑶	<4)	⑸	<6)	⑺
		以钻铤外径为基础的槽尺寸			以钻铤外径为基础的吊卡孔尺寸
钻铤外径范围	吊卡槽深度A，	R	C^S	卡配槽深度刼	D²	4 0 顶孔E	+坯底孔-y
4~4%	%	⅛	4°	%	3成	外径一％	外径+ *
4%~5%	¼		5°	%	3頒	外径一％	外径十X
5。机	%	¼	6^D	¼	5°	外径_坯	外径+为
6% 〜8%	%	% .	7½^α	¼	5°	外径一％	外径+ *
8北及以上	⅝		9°	¼	5°	外径一	外径+ %
注意：除非另作说明.所有尺寸单位均为in IA和B的尺寸来自新钻铤的公称外径. 2角度C和D的值是近似的参考值。			表中这些尺寸并非是APl标准尺寸。

L—钻眞原始尺寸

图89钻铤的磨损

13.6方钻杆

以下是推荐的方钻杆的检查歩骤。

a）按照13. 4所列的钻铤检査的全部程序进行。

b）检査加厚端与驱动部分之间的接合处是否有裂纹。

C）检査驱动部分的棱看磨损面是否窄，尤其是六方钻枉的。若磨损面不超过方钻杆对角平面的 1/3,如有可能则要调整方钻杆,补心/检査磨损情况。

d）可以按以下两种方法之一检査方钻杆垂直度。

D钻井时观察水龙头和游动滑车摆动是否过大。

2）将四方钻杆放在水平支撑物上〈驱动部分一端一个），从一端垂直面拉一条粗绳到另一端,测量挠度；将方钻杆旋转90°,再进行测量。时于六方钻杆，采用同样方法，但方钻杆需要放置在120^OV形支撑架上，这样驱动部分的端面是垂直的，就可对三个连续的侧面进行挠度测量（每次将方钻杆转动60。）。

13.7车削接头

车削接头推荐检査步骤如下：

a）当检査旋肩接头并发现需要重新车削时,应按照API SPeC 7中“旋肩接头测量规范”的要求重新车削接头。

b）推荐在重新加工接头时釆用13.3,3b）中提到的基准面方法。

13.8租用和短期使用工具的外螺綻应力释放槽

对于租用和其他短期使用工具有关外螺纹端应力释放槽的推荐做法如下：

a）实验室疲劳试验和实际应用条件下的试验都反映出外螺纹台肩的应力释放槽具有很好的作用。在高应力出现疲劳失效的地方都应加工释放槽。租用部件如短节、震击器，减震器、稳定器和扩眼器等通常在返回维修中心进行检査和修理之前使用的时间相当短。主要维修的是发生粘扌口、台肩刺坏的接头，其次才是因疲劳失效造成的维修。

短期租用工具的供应商一直不愿接受应力释放槽的好处，是因为修理台肩和损坏的螺纹时要损失材料。按APl S_PeC 7整修外螺纹台肩和螺纹受到槽宽度的公差限制.

145

b)为鼓励在短期租用工具的外螺纹端使用应力释放槽，对于每口井用完之后返回维修车间的工具，如租用工具，推荐加工、改进外螺纹端应力释放槽(如图90所示)。尺寸DRG在API Spec 7 的表16中査找。 ’

C)推荐改进的应力释放槽的初始宽度为— O)in<,修复损坏的螺纹和台肩之后，改进的应力释放槽宽度应不超过1翊in。

d)技术数据。外螺纹端最后啮合齿根的应力取决于应力释放槽的宽度(SRG)_O表33表明了根据带6½ in内螺纹外径和3 in外螺纹内径的NC5O轴对称有限元模型计算的相对应力〈无应力释放槽的外螺纹繭作为比较的基础)。

表33 NC5。轴对称螺纹景后啮合齿根处的最大应力

载荷状况注1 注2

应力释放槽宽度/為	最大当量应力	最大轴向应力	最大当量应力	最大轴向应力
	84%	82%	83%	81%
1	70%	56%	63%	53%
1¼	75%	63%	73%	64%
无应力释放槽	100%	100%	100%	100%

注1：上扣时在台面上施加的轴向压力仅为562 OOO IbC

注2：在接头上施加了 1 125 000 Ib轴向拉力造成台肩分开.

注3,当量应力等To. 707[(σ₁-σ₂)≈ + (σ≈-σ_s)² + (σ_s-σ,)≈T∙-≈,其中6、g和外是三向主应力。

注4,每个示例中螺纹最后啮合齿根外的当量应力都超过了屈服强度，因为釆用有限元计算方法适用于线弹性材料特性，而实际的外螺纹的特性最弹塑性.

上表反映出1 in的槽宽度应力为最小。因此，在出现疲劳失效的操作中，推荐应力槽宽度为1 in (见 APl SPeC 7 的图 16)。

注：尺寸Dg规定见APlSPeC 7的表16。

图90改进的外螺纹接头成力釋放槽

14特殊处理

14. 1钻杆本体的特殊处理

14. 1.1井下工具（钻杆接头、钻铤、稳定器和短节等）的材料一般是AlSI-4135,4137,4140或4145钢"

14. 1.2这些材料都是合金钢材料,且都经过热处理，除非采取特殊工艺可防止在焊接处形成裂纹或能使焊接处复原,一般不允许进行焊接。

14. 1.3值得注意的是，对焊接区域，如果不能在焊后进行全面的热处理（现场难以实现），那么，将只能对其进行简单的清理而无法消除焊接所致金相结构变化对工具性能的影响。

14.2接头连接的摩台

现场经验表明，与新外螺纹接头、内螺纹接头相比，用过的旋转台肩外螺纹、内螺纹接头更不容易被磨损。因此，可以认为，上、卸扣操作可使其表面得到强化。可在投入现场使用前在受控的情况下对其进行上扣、卸扣操作。接头连接磨合操作可在现场进行,也可在车间进行,甚至作为一项服务内容也行。 14.2.1接头连接磨合前的准备工作

将接头表面的脏物和铁锈等清理于净,在外、内螺统接头的丝扣和台肩上涂满适于旋转台肩外、内螺纹接头的螺纹脂,确定合适的上扣扭矩,记录螺纹脂的摩擦系数和上扣扭矩的变化。关于螺纹脂及其摩擦系数的内容，参见APl SPeC 7附录G、APl RP 7Al.

14.2.2现场接头连接的磨合

将接头对正，平稳、缓慢上扣。链钳或高速动力钳上、卸扣容易伤扣。因此,用标定过的扭矩仪或拉力指示器控制上扣扭矩，直到扭矩达到规定值。如果用管钳，则需用两对管钳并间隔90°安放，并缓慢卸扣。不论是在上扣过程中还是在卸扣过程中，要注意过载或可能表明损坏的其他迹象。将外、内螺纹接头清理干净，肉眼观察丝扣和密封台肩有无损伤。如有，则必须在投入使用前重新加工接头连接。

14.2.3制造过程中接头连接的磨合

待接头冷轧（如有要求）、加工、检验完毕，即可进行车间接头连接的磨合。但，在表面涂一层耐磨材料如磷化物或铜后再强化的效果会更好。

注：磨合将会使螺纹规闲置不用。

缓慢上扣三次到推荐的扭矩。在上扣之前，一定要在台肩和最后的几个丝扣上涂上足够的螺纹脂，最后一次卸扣后，将外、内螺纹接头清理干净，肉眼观察丝扣和台肩有无损伤，如有则报废。

15钻杆的动载荷

15.1钻杆从井眼中起出和下入时,受到的不是静载荷而是动载荷。

15. 2动载荷在大于和小于静载荷之间（值大时可能超过屈服极限）变化,这样会造成疲劳,缩短钻杆使用寿命。

15.3在钻杆柱长度长，如10 000 ft时，动载荷可以超过屈服极限。

15.4动载荷随钻铤柱长度增加而增大。

15.5当动载荷最小值为负数时,钻杆则从卡瓦中弹出，而下部管柱则可能落入井中。

15.6当钻杆柱变短而钻铤柱变长时,动载荷造成钻杆弹出卡瓦的可能性变大。

15.7对于如IO 000 ft的长钻杆柱，弹出卡瓦只可能发生在钻杆从卡瓦拉出后以非常快的速度下入的情况下，如16 ft/s的速度。

15.8只有在阻尼很小的时候，动载现象才比较严重。这些情况可能出现在那些没有狗腿、井斜很小、环空横截面积大、泥浆黏度和密度较小的特殊井中。

15.9阻尼小的情况下，一柱钻杆下入的时间不能少于15 _SO

16牙轮钻头尺寸和上紧扭矩的分类

16. 1国际钻井承包商协会（IADC）下设的专门分委会根据钻头类型（铢齿或镶齿）、所钻地层类型和钻头的机械特点颁布了牙轮钻头的分类方法。1987年3月，该方法被IADC接受，并由IADC分委会提议由APl批准。经APl工作组复审，建议APl采纳这个钻头的分类方法。工作组的建议在钻井和修井设备标准化会议上被采纳，并以信函投票形式通过，后进一步决定APl RP 7G中包含这种被批准的形式。

16.2通过一组字母数字编码形式对钻头进行分类和命名，即在钻头箱上按表34和表35所示的分类方法用3个数字和1个字母来表示。

16.3系列数字1、2、3分别表示在软、中、硬地层的铁齿钻头；系列数字4、5、6、7、8表示在软、中、硬和极硬地层的镶齿钻头。

16.4数字1~4表示在系列分类中按地层最软到最硬的再细分类的岩性类别。

16.5结构特性标题下的7列特性是多数制造商制造的洗齿钻头和镶齿钻头的7个共同的结构特征。第8列和第9列已被删除并预留为未来使用。

16.6表格设计成每张表单只列一个制造商,并要求每种特定型号的钻头都在分类表中找到一个对应. 但要认识到,许多钻头在几个地层范围内，也许不止在一个系列中会有很高的钻井时效。所以要特别注意表单上的注释,其含有这个原则的陈述’制造商和用户的责任就是确定在待定情况下有效使用的范围。

16. 7在使用表34时应结合表35,制造商为每类钻头设计指定3位数字和一■个字母，对应在表格中的特定位置，顺序如下：

第一个数字表示系列；

第二个数字表示类型；

第三个数字表示特征.

字母表示附加结构特征，如表35所示。

16.8牙轮钻头推荐扭矩如表36所示，金刚石钻头推荐扭矩如表37所示。

16.9常规牙轮钻头尺寸列在表38中，没有列出的其他尺寸可从有限的切削结构类型中获得。常规固定切削齿钻头尺寸列在表39中，没有列出的其他尺寸可从有限的切削结构类型中获得。

表34 IADC牙轮钻头分类表

制造商修订

	系列	地层	岩性类别	特征
	系列	地层	岩性类别	标准滚动轴承 ⑴	滚动轴承，空气冷却 ⑵	滚动轴承保径 ⑶	密封滾动轴承 ⑷	密封磯动轴承,保径 (5)	密封滑动轴承 ⑹	密封滑动轴承,保径
铳齿钻头	1	低抗压强度和高可钻性软地层	1 2 3 4
	2	髙抗压强度、中到硬地层	1 2 3 4
	3	中等研磨和研磨性硬地层	1 Ξ 3 4						L_

.表34 (续)

制造商___ 修订

	系列	地层	岩性类别	特征
	系列	地层	岩性类别	标准滚动轴承 ¢1)	滚动轴承，空气冷却 ⑵	滚动轴承保径 ⑶	密封滚动轴承 ⑷	密封滚动轴承,保径 (5)	密封滑动轴承 (6)	密封滑动轴承,保径 (7)
镶齿钻头	4	低抗压强度和高可钻性软地层	1 2 3 4
	5	低抗压强度、软到中地层	1 2 3' 4
	6	高抗压强度、中硬地层	1 2 3 4
	7	中等研磨和研磨性硬地层	1 2 3 4
	8	研磨性极硬地层	1 2 3 4

注；表中的钻头分类仅提供一般指导。所有钻头类型可在该表所列以外的地层中有效使用。

*35 IADC钻头分类代码的第4位代码

下列代号用于IADC钻头分类代号的第4位所表示的附加设计特点:

特征	特征
A 空气用'	N
B	O
C 中心喷嘴	P
D 定向控制用	Q
E 加长喷嘴'	R 加固焊缝3
F	S 标准钢齿4
G 附加保径/钻头体保护	T
H	U
I	V
J 喷嘴偏射	W
K	X 楔形镶齿
L	Y 圆锥形镶齿
M	Z 其他形状镶齿
¹带空气循环啧嘴的滑动轴承钻头.
²全加长（焊接带喷嘴的管子）。部分加长的应在别处注明.
³用于冲击钻。 •
⁴不带本表所列附加特征的铤齿钻头。如：一只设计用于最软系列中最软地层类型的钻头，其具有标准规格而
无附加特征，在钻头箱子将被标记为I-I-I-S_O制造商也将把这个钻头指定列在表的该栏中。

表36	牙轮钻头上紧扣扭矩范围推荐値________
接头	最小上紧扭矩推荐值 ft-lb	最大上紧扭矩推荐值 ft-lb
2% APl REG .	3 000	3 500
2% AFl REG	4 500	5 500
3½API REG	1 000	9 000
4¼AP1 REG	12 000	16 000
6% APl REG	28 000	32 000
7% API REG	34 000	40 Ooo
8% APl REG	40 000	60 000

注：推荐的上紧扭矩的计算基础是：假定所有丝扣接头使用的螺纹脂含有40%~60⅜（质量分数）金膺锌细粉或含60%〔质量分数）的金属铅细粉，并含有总量不超过0, 3%的活性疏（根据API Spec 7附录G中关于有害材料的使用注意事项）。由于牙轮钻头内径孔为不规则几何形状,扭矩都是根据估计的横截面计算的，并得到现场经验的验证。

表37金刚石钻头上最小上紧扭矩推荐值

接头	外螺纹端内径最大尺寸 in	钻头短接外径 in	最小上紧扭矩 ft-lb
1 ApIREG ~~""	0.75	1. 56	185
1¼ APl REG	1, 00	2.00	665
2⅜ API REG	1	3	1 791”
		3¼	2 419'
		3K	3 085 *
2% APl REG	1¼	3¼	3 073*
		泌	4 617 -
		3 M	4 658
3¼ API REG	1¼	4¼	5 171^t
		4%	6 306*
		4½	7 660
4¼API REG	2¼	5½	12 451 *
		5%	16 476"
		6	17 551*
		6¼	17 757
6 % API REG	3¼	7¼	37 IoO-
		7%	37 857
		8	38 193
		8¼	38 527
7M API REG	3¾	8M	48 296*
		BX	57 704⁴
		9	59 966
		9¼	60 430
		泌	60 855

注：带*号的扭矩数据相对应的外径和孔，其薄弱部位是内螺纹接头，其他数据,其薄弱环节为外螺纹接头_Ii推荐的上紧扭矩的计算基础是：假定所有丝扣接头使用的螺纹脂含有40%〜6O%（质量分数）金属锌细粉或I]

含60% （.质量分数）的金属铅细粉，并含有总量不超过0.3%的活性硫（参考AFlSEC 7附录G中关于有害材I

料的使用注意事项），以及采用A_f 9中修正的SCreW J_aCk公式计算；在外或内螺纹接头上的单位应力是

50 OOO PSi_a

正常扭矩范围要在表中所列的数据的基础上增加10%,校高的扭矩值可以用在极端条件下。

表38常规牙轮钻头尺寸

钻头尺寸/in	钻头尺寸/in
3¾	9必
3%	9%
4K	10%
5%	11
6	12¼
6¼	13½
6¼	14¾
6½	16
6亥	17¼
7⅞	20
8¾	22
8%	24
8勿	26

* 39常规固定切削齿钻头尺寸

______________钻头尺寸/in______________

钻头尺寸/血____________

3⅞

4男

4刘

泌

S¼

泌

8¼ 该 9¼ 9% 10% 12¼ 14% 16 17¼

附录 A

（规范性附录）强度和设计公式

A-I偏磨钻杆的抗扭强度

假设L偏心环空截面（图A-D

参考文献:《应力和应变公式》,Roark,第3版

—⅛ e →—-

----------------H

------:--- D —-------

图A.1钻杆的偏心孔截面

, πS_B(D⁴ -d^A')

I = '— —™ «•**«• • ♦ ■ •

12 X 16 XDXF

式中：

„ _η , 4N錦 . 32 NW , 48JΨ(1 + 2N' + 3N' + 2N')驴

(I-N²) (1-N^ε) (1-N^,) (1-N²) (I-N⁴) (I-N⁵)

N号

T——扭矩,单位为英尺磅力（ft ∙ Ibf）；

S_l——最小抗剪强度,单位为磅力每平方英寸（lbf/i/）;

D——外径,单位为英寸（in）；

d—内径,单位为英寸（In）_O

假设2；内径d 一定，并且在使用当中都为钻杆本体的公称内径。

假设3；外径D^d +公称壁厚r+最小壁厚"即全部磨损都出现在一边。这个直径与均匀磨损的直径不同。

注：表4中一级钻杆和表6中二级钻杆的抗扭强度都是由公式A. 1计算得来（假设外表面均匀磨损）。

153

A. 2安全系数

表2〜表7给出了钻杆各种性能值。所示值为最小值,不包括安全系数。在设计钻杆柱时,对于特殊应用必须考虑使用安全系数。

A3钻杆的抗挤强度。

注，A. 3节中公式的推导见API BUll 5C3。

表3、表5、表7给出的最小抗挤强度是根据APl BUll 5C3中公式计算得到的。式A. 2到式A. 5为一组简化公式,其计算结果是近似的.由于每个公式都有一个具体的Dlt比值范围，因此根据Dlt比值可确定合适的使用公式。

对于具有最小屈服应力极限的塑性范围内的最小挤毁失效：对管体内壁产生最小屈服应力的外压

力为：
PF [%⅛τ	........................	.......< A. 2 )
采用式A.2的适用D/t比值如下：
钢级	D/t比值
E75	13.60或更小
X95	12.85或更小
G105	1≡.57或更小
S135	11.92或更小

对于塑性范围内的最小挤毁失效的外压力为：

— ..............................(A. 3)

式A. 3的公式系数和适用的Dlt比值如下：

钢级一	公式系数		—— D/t比值
钢级一	A， B^,	C	—— D/t比值
E75	3. 054 0. 064 2	1 806	13. 60-22.91
X95	3.124 0. 074 3	2 404	12. 85 — 2L 33
G105	3. 162 0.079 4	2 702	12. 57-2O- 70
S135	3.278 0.094 6	3 601	11. 92 — 19. 18
对于弹性和塑性之间转换或过渡的最小挤毁失效的外压力为：
		-^B]……	.......................(A. 4 )
式X4的公式系数和适用的 M 比值如下：
	公式系数
钢级			D/t比值
	A	B .
E75	L 990	0.041 8	22.91—32.05
X9S	2.029	0,048 2	21, 33 〜2& 36
Gl 05	2.053	0.051 5	20. 70 — 26,89
S135	2. 133	0.061 5	19.18 — 23, 44

弹性范围内的最小挤毁失效的外压力为： _D _ 46.95 X IO⁶ ,Au 、
式A.5适用的D/Z比值如下：	^c-(D∕x) C(DA)-IT
钢级	D/t比值
E75	32. 05或更大
X95	28.36或更大
G105	26.89或更大
S135	23.44或更大

式中：

Pe—最小抗挤强度,单位为磅力每平方英寸(IbfZin²)_s

-D——公称外径,单位为英寸(in) *

"—公称壁厚，单位为英寸(in)；

y_m——材料的最小屈服强度,单位为磅力每平方英寸(lbf∕i∏²)o

注：•旧钻杆的抗挤强度是在假设管体外径均匀磨损而内径保持不变的情况下,对公称外径D和公称壁厚，进行修正来确定的。各级旧钻杆的D和2值如下所示。这些值用于公式A. 2、A. 3、A.4或A. 5式中，根据D/r比确定抗挤强度。

一级：r = 0.80(公称壁厚) D=公称外径一0.40(公称壁厚)

二级:< = 0.70(公称壁厚) D=公称外径一0.6。(公称壁厚)

A.4被卡钻柱的自由蛇度

被卡钻柱在不同拉力下的伸长量差值与自由长度的关系：

¹ 40.8P

式中S

L_l—钻杆的自由长度，单位为英尺(ft)；

E——弹性模量,单位为磅力每平方英寸(lbf∕in² > ;

e--伸长量差值,单位为英寸(in);

WdP——钻杆线质量,单位为磅每英尺(lb∕ft)；

P——不同拉力的差值,单位为磅(Ib)_O

其中，对于E=3X10^,,该公式为：

_ 735 294eWm

(A. 7 )

A.5抗内压强度

A. 5. 1钻杆

P_i= ɪʃ ..............................( A. 8 )

式中：

P.——抗内压强度，单位为磅力每平方英寸(lbf∕in² )；

Y_m——材料的最小屈服强度，单位为磅力每平方英寸(IbfZin^z)；

155

t ——剩余壁厚,单位为英寸S);

D——钻杆公称外径，单位为英寸(in)。

注L表3中新钻杆的抗内压强度由上式中的公称壁厚J来决定，由于壁厚公差为一12. 5%.所以需乘以系数 «. 875。

注2,在公式A. 8中，旧钻杆的抗内压强度根据表5和表7的脚注提供的调整公称壁厚和公称外径决定.

A-5.2方钻杆

P = m∏ DD紀一(D_π. — 2t)2] ........................A 9 )

√3 (D_FL)ⁱ +(D_FL-2i)⁴

式中：

R——抗内压强度,单位为磅方每平方英寸(lbf∕in² ):

n—材料的最小屈服强度，单位为磅力毎平方英寸＜ ibf∕i∏²)_i

DFL 驱动部分的宽度，单位为英寸(in);

t——最小壁厚，单位为英寸＜m)_o

注：，为驱动部分的最小壁厚，每次必须使用超声波壁厚仪或类似仪器测定。

A.6悬浮钻样的伸长量

当钻杆自由悬浮在液体中时,其由自重产生的伸长量为：

—顷一2W,(M户门 24E

（A. 10 ）

式中：

e—伸长量，单位为英寸(in);

L_l——钻杆的自由长度,单位为英尺(ft);

E——弹性模量,单位为磅力每平方夷寸(lbf/iɪ?);

W_B——管材密度，单位为磅每立方英尺db∕ft³)_i

―钻井液密度,单位为磅每立方英尺(lb∕ft³)；

μ--泊松比«

对于钢钻杆,其中：

W_B = 489.5 lb∕ft^s,E=3× IO⁷ lb/iɪ?寸=0. 28,此公式变为；

e = 7⅛⅛(489∙5T∙44 跖)

..............................（A-11 ）

..............................（A-12）

或

式中：

W_i——钻井液密度，单位为磅每立方英尺(IbZft³)_s吼——钻井液密度,单位为磅每加仑(lb∕gal)。

A.7钻杆本体的抗拉强度

P=Y^A ..............................(A. 13)

式中：

P—最小抗拉强度，单位为磅(lb)；

—最小材料屈服强度，单位为磅力每平方英寸(ɪbf/in²);

A——横截面积,单位为平方英寸(in≈)(对于钻杆,A值见表1第6列)。

A. 8钻杆本体的抗扭强度

A. 8. 1纯扭矩作用

CL 096 167Jy_nt

(A. 14 .)

式中：

Q - 最小抗扭强度，单位为英尺磅力＜Γt ∙ Ibf） J

珏——材料的最小屈服强度，单位为磅力每平方英寸（lbf∕ir√）s

J---极惯性矩—（D⁴ — Clⁱ ）（管体）

=0. 098 175（D

D—外径,单位为英寸（in）;

d一内径,单位为英寸（in） ₄

A. 8.2 拉、扭联合作用

Qr =^tλ 普响 JR—罢 ..............................（A. 15 ）

式中：

QT—在拉应力下的最小抗扭强度，单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）;

J——极惯性矩=房（D‘一成）（管体｝,7 = 0. 098 175（

D——外径,单位为英寸（in）；

d——-内径,单位为英寸Cin）；

V.——材料的最小屈服强度，単位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）;

P——总拉伸载荷,单位为磅（Ib）;

A--横截面积,单位为平方英寸（in² J₀

A-9旋转台肩连接的扭矩计算（见表A. 1和图A. 2）

A. 9. 1使旋转台肩连接屈服所需的扭矩

⅞r（≡⁺≡+M ..............................^CA-^Ie）

式中：

T_y——屈服所需要的转矩或扭矩，单位为英尺磅力（ft ∙ Ibf）；

Y_m 一材料的最小屈服强度,单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）;

P——螺距，单位为英寸（in）;

f—配合面，丝扣和台肩的摩擦系数,对含有40%〜60%金属锌粉末的螺纹脂，假设为0. 08（参见API _SPeC 7附录G有害材料的注意事项）；

θ—-1/2螺纹牙形角度（见APl Spec 7中图21或图22），单位为度（°）；

C+ ∣^C-（L_κ- 0. 625） X IPr X ɪl

R= __L---------------;

LX——外螺纹长度（见API Spec 7表25第9列），单位为英寸（in）;

_R=OD+ CL_f单位为英寸（in）；

A——横截面积,单位为平方英寸（in²）（取Ab或A_iI中最小的）。

157

式中：

A,, = j[（C-B）≈-ZD²J（无应力释放槽）或A_P = ɪ（D_RG²-∕D²）（有应力释放槽>；式中:

DKG——应力释放槽的直径（见APl SPeC 7中表16第5列），单位为英寸（in）;

C——测量点的螺纹中径（见APl Spec 7中表25第5列），单位为英寸（in）；

ID——内径,单位为英寸（in）;

B=2（f-S„）+^XlXɪ

H——理论牙高（见APl SPe_C 7中表26第3列），单位为英寸（in）；

S_K——截底高（见API SPeC 7中表26第5列），单位为英寸（in）；

tp>——锥度（见API SPeC 7表25第4列），单位为英寸每英尺（iπ∕ft） _O

A_b= ɪ[θθ² -（Q_c-E）≈]

式中：

OD——外径，单位为英寸（in）；

Q_C——内螺纹锂孔（见API Spec 7中表25第11列

Z 1

E = ^rX ɪ X ʌ

o IZ

图A.2旋转台肩连接

A.9.2旋转台肩连接的上紧扭矩 ^τ-⅛（≡+!⅛+M ..............................^（A-¹⁷ >

式中：

A——取&,或中的较小值;AR应基于无应力释放槽的外螺纹连接计算,单位为平方英寸<in²）_iS———推荐的上紧扭矩值,单位为磅力每平方英寸（lbf∕in²）_o

注：钻杆接头的S值参见4.8.1,钻铤的参见5. 2， 158

A. 10使旋转台肩连接和钻杆本体屈服的扭矩和校力双重作用

A. 10. 1前言

现场上、卸扣所用扭矩应低于前述推荐值由于推荐扭矩曲线没考虑安全余量的问题，因此，在绘制曲线时,必须以接头与本体的实际尺寸为准。在将本体与接头进行对焊时，一定要注意本体的操作限制。

A. 10.2 钻杆选择和操作步骤(见图A. 3a)

当扭矩达到钻杆接头上紫扭矩推荐值时,就需要用“施加上紧扭矩后拉伸”图中曲线来确定上紧扭矩的容量限,查出在不受拉状态下相对偏大的最大扭矩值。

A. 10.3特殊作业上紫扭矩选择及其操作步骤(见图A.3b)

当井下扭矩可能超过推荐的钻杆接头上紧扭矩值时，如打捞、倒划眼等作业中，就需要用“拉伸后施加扭矩”图,其横轴表示的是施加拉伸载荷之后的扭矩。

注意：该简化方法中所考虑的动载与静载有较大区别。APl推荐作业应位于安全区域.超过安全区域或接近边界值都将造成突发失效.

A. 10.4公式的定义及说明

下述公式所用参数的定义见A. 9. I_o

PI=Y_nlA_P ..............................C A. 18 )

I^=外螺纹接头

屈服极限

短和技伸

/ 双重作用下

诂杆本体的屈服极限

∑2

扭矩∕<ft ∙ Ib)

图A∙3a施加上紧扭矩后拉伸

q-*^8fs割^sβ*

≡^βstq∙Hk

∕‰=外爨纹接头

屈限极限

^aai県≡*^βe*MHU

"=扭矩和拉伸

/ 双重作用下

钻歼本体的

屈J≡极限

施加的井下扭ft∕(fl ∙ Ib)

图A.3b拉伸后施加扭矩

159

12(∕⅛+Ap)r

(A. 19 )

ETr cost?

IY__AI2 —]

Pτ∙ιτ2 — (ʌb + AQ ^πι a / 力 i R* f i ?? /A ............( A. 20 )

气(不十成十丿

ⁿ = (⅞)h½+i⅛+M] ..................(A.22)

^τ2=(⅜)h⅛ + ⅛⅛÷M]

T3 = fi⅛)R修 + 償)]

了4 =佬)[(A7Tfc)(⅛ + f⅛ ⁺ M] ...............< A.25 )

⅛¾7j) ²

上式中计算的和曲线图上用到的数据的定义为：

τ.——不受拉力状态T¾⅛ff接头的上紧扭矩,单位为英尺磅力（ft - Ibf）； T_nH——井下实际施加扭矩，单位为英尺磅力Ut ∙ Ibf）;

PI——钻杆外螺纹接头上距旋转台肩况in处的屈服强度,单位为磅（lb〉;

巳一一施加T.扭矩后将钻杆接头台肩拉开需要的拉力。P。用从原点到T4点间的线表示。若T_el大于T4,则不能用该公式计算P。，因为此时P_a将大于P1；

FHTZ——施加T_e扭矩后后使外螺纹接头屈服需要的拉力，用T4 —T2线段表示；

PEZ——施加T_l）H扭矩后使外螺纹接头屈服需要的拉力,用T3-T2线段表示；

Tl一一钻杆内螺纹接头的抗扭强度，用X轴对应强度值的一条竖线表示,

T2——钻杆外螺纹接头的抗扭强度，单位为英尺磅力（ft∙ lbf）_i

T3——当台肩被可使外蠟纹接头产生屈服的钻杆轴向载荷拉开后使台肩重新旋紧需要的上紧扭矩,单位为英尺磅力（ft ∙ Ibf）；

T4——在受拉状态下使外螺纹接头屈服同时台肩分离的上紧扭矩，单位为英尺磅力（ft ∙ Ibf）；

PQ——在椭圆曲线所代表的扭矩载荷作用下使钻杆本体屈服的轴向载荷,单位为磅（Ib）（该公式由公式A. 15变形所得）。

A. 10.5失效形式

拉、扭联合作用下的失效形式有:

L外螺纹接头屈服；

2.内螺纹接头屈服；
3. 台肩分离（密封失效）；
4. 管体屈服。

A. 10.6 实例

用钻杆本体与接头的实际尺寸计算上述参数，并用其绘制工作曲线. 实例L大位移钻井（见图A∙3c）

假设：

预计钻井过程中的最大扭矩为：25 000 ft-lb,5 in钻杆,19. 50 ppf,钢级$,-级。

计算数据 F = 560 764 lb, Q =58 113 ft-lb, T_a （上紧扭矩）= 28 381 ft-lb_t Pl = 1 532 498 Ib, Tl = 47 302 fUb,T2 = 62 608 ft-lb,T4 = 26 945 ft-lb°

问：钻杆柱能否满足抗扭要求？能

在最大扭矩的情况下允许大钩拉伸载荷是多少？ 25 OOO ft-lb扭矩下的拉伸载荷P=504 772 Ib

实例2：打捞实例1中的钻柱（见图ʌ. 3c）

问：在接头不承受扭矩的情况下，不超过屈服极限的最大拉伸载荷为多少？答:垂直提拉，没有扭矩的情况下，最大拉伸载荷是本体的抗拉强度即560 764 Ib_O

鞭^sfftasss

扭矩∕<ft∙ IbJ

≡ A.3c施加上紧扭矩后拉伸

700 000

600 000

500 OOO

400 OoO

300 OOO

∕⅛_re=外■纹接头屈服极限

^κfflκTHJ

-^aβB嗖就^9f5δ5*奁 Hu

200 OOG

100 000

0 5 OOa 10 OOO 15 000 20 OOO 25 000 30 000 35 000

施如的井下扭矩/（ft・Ib）

图A- 3d拉伸后施加上紧扭矩

实例&倒划眼（见图A.3d）

假设：

倒划眼上提力：300 OoO Ib

倒划眼工具：外径3¼in,15>5O PPL钢级S,一级NC38接头（外径4⅜in×内径2⅜iπ）

计算数据：

F = 451 115 lb,Q=29 063 ft-lb,上扣扭矩=Il 504 ft-lb,Pl = 634 795 lb,Tl = 19 174 ft~lb,

T2 = 20 062 ft-lb_fT3 = 10 722 ft-lb_O

问；

161

若倒划眼上提力为300 000 Ib时，扭矩最多能达到多少才不会使接头失效？ T_DH = I5 648 ft-ɪb 注意：如果300 000 Ib上提力超过上紧扭矩（11 054 ft-lb）的扭矩，那么，由于接近P_τ3τ2,外螺纹接头失效的机会将会大大增加，因此,一定要使用安全系数。

A. 10.7

此处仅简单考虑了拉、扭联合作用，而没有考虑内压、弯曲等的影响，为此，引入了一个安全系数,使得由曲线所得的数值减小一些。

A. 11钻铤抗弯强度比

图26到图32中的抗弯强度比由公式（A.孵）求得,其中未考虑应力释放特性的影响.

BSR=參

0, 098 （OD^ - ^ ）

_ OD

-0.098（^ ~ ID^t） R

O"一序

式中：

BSR——抗弯强度比；

ZB——内螺纹接头截面模数,单位为立方英寸Gn³）;

4——外螺纹接头截面模数,单位为立方英寸（iɪ?'

OD——内、外螺纹接头的外径（图A. 4）,单位为英寸（in）;

ID——内径或通径（图A.4）,单位为英寸（in）；

h—外螺纹接头末端处的内螺纹底径（图A. 4）,单位为英寸（m）；

R——离外螺纹台肩％ in处的外螺纹根部底径（图A.4）,单位为英寸（in）；

使用式A. 27前必须先计算牙底高、石和R ：

牙底高 ɪɪ-Λ ..............................（A. 28）

式中：

h—理论牙高,单位为英寸Q"

A—截底高度,单位为英寸（in）。

& = C一空而凌.竺1+（2X牙底高） ..................<A∙29）

式中：

C——基点处中径,单位为英寸（in）;

tP 一锥度，单位为英寸每英尺（in∕ft）_o

R=C 一（2 X 牙底高）-⅛r X ɪ X ⅛ ........................（A.30）

o IZ

应用公式（A. 27）确定一般钻铤连接的抗弯强度的例子如下：

确定NC46-62外径6¼ inX内径2% in钻铤连接的抗弯强度比。

D= 6. 25（API SP_eC 7 表 13 第 2 列）；

4 = 20，=2.185（API SPeC 7 表 13 第 3 列）；

C=4. 626(API SPeC 25 表 25 第 5 列)；

rfr=2(API SPeC 7 表 25 第 4 列)；

L_pC=4. 5(API SPeC 7 表 25 第 9 列)；

H=O. 216 005 (API SPeC 7 表 26 第 3 列

∕_m=0. 038 OOo(API SPeC 7 表 26 第 5 列)。

先计算牙底高、&和R ：

牙底高=学一厶=Q 2气 O匹— 0.038 000 = 0. 070 002 5

b=C一'如0*板°・625〉+(2 X牙底高)

6=4. 625-^2c4' ⁵yθ' ⁶²⁵⁾ +(2X0. 070 002 5)

b = 4∙ 12。

R = C — (2 X 牙底高)一(3rX§xg

氏=4, 626-(2X0.070 Oo2 5) —(2XMX丄

∖ O i 6

R = 4. 465

将这些值代入公式(A. 27)求得弯曲强度比如下：

OD4 —却

BSR(NC46 - 62)=

K — IU

R^-

(6. 25)4 — (4. 120)4

F 6.25 一

~鱼 4扁Y — (2. 812 5)4

4. 465

= 2.64 : 1

图A.4用于抗弯强度比计算的各尺寸在旋转台肩连接中的位置

A. 12方钻杆驱动部分的抗扭强度

表15和表17所列方钻杆驱动部分抗扭强度值由下式计算得到：

„ -0. 577¥„ [0.200 (α³-6³)] Y= _

163

式中’

Ym—抗拉强度，单位为磅力每平方英寸(lbf∕in^z );

a--相对边之间的距离,单位为英寸(in)；

b--方钻杆通径,单位为英寸(in) „

A- 13方钻杆驱动部分的抗弯强度

表15和表17所列方钻杆驱动部分抗弯强度值可由以下任一公式计算得到：

a. 四方方钻杆驱动面的抗弯强度Ybc,单位为英尺磅(ft ∙ Ib)：

_V -Y.(0.118α'-0.069")

^KC 切

b. 六方方钻杆驱动面的抗弯强度，Vbf,单位为英尺磅(ft∙ib):

V . K,(0. 104a，—0. 085矿)

^BP- 12«

A. 14钻杆本体加钻杆接头的近似总重量

钻杆本体加钻杆接头的近似重量=

(钻杆本体的近似校准重量X 29. 4)十钻杆接头的.近似重量"h/fz ...... _f A >

钻杆接头的校准长度+ 29.4 ^UzJ

式中：

钻杆本体近似校准重量=平端管体重蓦｝夕厚端的重量(i" ……(A. 32 )

z y. 4

平端重量和加厚端重量在API Spec.5D中查找。

钻杆接头的近似重量=

O. 222L(D² -Clⁱ)+0.167W^S - D^) - O. ʒθlʃ (D - D_TE)(Ib) .........( A. 33 )

L、D、d和D∙_re尺寸在APl Spec?图6和表7中。

钻杆接头校准长度=L+2∙25gX*........................( A.34 )

A. 15弯曲井眼中的临界屈曲载荷

A- 15. 1下列公式确定了在三维弯曲井眼中使钻杆本体屈曲的井眼曲率范围。只要井眼曲率在由下列公式确定的最小值和最大值范围内，本体就会发生屈曲。

若Fb<*g⅛，不会屈跖

⅛ F^,. ¾ 4×EXJ _{W =}I2×⅛_e×F_b ²

看 d"i2X_l⅛cX_jR_t/ 弭 4×FXJ '

那么瞞L专叩吼-(斜'广+…岫，

J繆［网Oyf 5

式中：

Fb——临界屈曲载荷(+为压缩载荷)，单位为磅(lb)；

Bv,g——导致钻杆屈曲的最小井斜变化率(+为增斜，一为降斜)，单位为度每IOO英尺C(°)∕100 ft］；

Bv™,-一导致钻杆屈曲的最大井斜变化率(十为增斜，一为降斜)，单位为度每100英尺［<^o)∕100 ft］_i

W_Oq—在F_b轴向载荷作用下使钻杆发生屈曲的当量钻杆重量；

164

E= 29. 6 X IO⁶psi；

_T 0.785 4(。D4 —I_JD4)

'=---------16--------*

W_nI=W.(匝茶考丝)，钻杆在钻井液中的浮重，单位为磅每英尺(lb∕ft)_i

W,——钻杆在空气中的重量，単位为磅每英尺(lb∕ft)；

MW——钻井液密度，单位为磅每加仑(IbZgal)；

爪=咨弓些2钻杆接头与井眼之间的径向间隙，单位为英寸(in)；

DH——井眼直径,单位为英寸(in);

TJoD——钻杆接头外径，单位为英寸(in);

BL=JB¥ —B导,方位变化率,单位为度每100英尺［(^o)∕100 ft］；

BT——全角变化率,单位为度每100英尺［(ɔ/lθθ ft］,

RL = 等'，方位曲率半径,单位为英尺(ft)；

θ——井斜角，单位为度(°)。

A. 15.2如果井眼孰迹完全在竖直平面内，则临界屈曲载荷公式可简化为：

_W _ 12 X 酢 XFE ^eq- 4XEXI

_π _一5 730X(W_Kl+ Wm Xsin。)

-ɔvmin '~........

=5 730X (WW-W_m X Sine)

-ɔvɪɪIaX P

式中：

BV_min——导致钻杆屈曲的最小井斜变化率(+为增斜,一为降斜),单位为度每100英尺L<°)∕100 ft］； BVg一导致钻杆屈曲的最大井斜变化率(+为増斜,一为降斜)，单位为度每10。英尺E(^o)∕100 ft］_i

Fb——屈曲戦荷,单位为磅(lb)；

E=29. 6×10*psi;

_{τ π}(OD⁴-ID⁴)

I=-----64-----ⁱ

W_e,——钻杆在弯曲井眼中的当量浮重,

W.=W.(65∙顋PW)钻杆在钻井液中的浮重，单位为磅每英尺(IbZft)_i

W,——钻杆在空气中的重量,单位为磅每英尺(lb∕ft) _f

MW—钻井液密度,单位为磅每加仑(IbZgal)；

_A=D_iL=TTOD钻杆接头与井眼之间的径向间隙,单位为英寸(in),

DH——井眼直径，单位为英寸(in);

TJoD——钻杆接头外径，単位为英寸(in)；

&一井斜角，单位为度

A. 15.3图A. 5、图A. 6分别反映了井眼曲率对5 in、3彩in钻杆临界屈曲载荷的影响规律。图A. 7 反映了方位变化率对5 in钻杆临界屈曲载荷的影响规律。不论是方位变化率还是井斜变化率,临界屈曲载荷随全角变化率的增加而增加。

165

A. 16弯曲井眼中承压钻杵的弯曲应力

A- 16∙ 1计算出钻杆从不接触井壁到点接触井壁和从点接触若壁到螺旋面接触井壁过度的临界井眼曲率,然后，将其与实际井眼曲率比较以确定钻杆承受弯曲应力的类型。两种临界井眼曲率的计算如下：

B =57. 3 XlOQXl2 X 厶D_

^C 7×lH⅞≡")-⅛]

式中：

且——钻杆从不接触井壁到点接触井壁过度的临界井眼曲率,单位为度每100英尺Γ(°)∕1OO ft];

TJOD——钻杆接头外径,单位为英寸(in),

ΔD = TJOD-OD,位为英寸(in)；

OD——钻杆本体外径，单位为英寸＜in),

J=(V)，单位为英寸(in)；

L--根钻杆的长度，单位为英寸(in)，

E——钢的杨氏模量，E= 3×10⁷lb∕in≈;

I-^π(ODij^IDi) , I——钻杆本体的惯性距,单位为四次方英寸Gn⁴),

F—作用在钻托上的轴向压力，单位为磅(Ib)_S

ID——钻杆本悻的内径,单位为英寸(in)；

R = ._______57. 3 X IQOX 12 XM____________

W _ _ ⅛u ____丄_.___² - 1

J×L L ɪ ._{TVt s}/57. 3 XLx + /57. 3 X L∖

L ^v×^tan^taΛ-τ×r)∖

式中：

玖——钻杆从点接触井壁到螺旋面接触井壁过渡的临界井眼曲率,单位为度每100英尺L(⁵)∕ι∞ ft丄

AD——(TJOD-OD),单位为英寸(in)，

TJoD——钻杆接头外径,单位为英寸(in)；

OD——钻杆本体外径,单位为英寸(in)；

，尸X r`"

J=悴)，单位为英寸(in);

L--根钻籽的长度,单位为英寸(in)，

E——钢的杨氏模量，3CIXlo'psi；

I=^^ODi-^IDty,ι~钻杆本体的惯性距,单位为四次方英寸(W),

F——作用在钻杆上的轴向压力,单位为磅(lb)；

ID——钻杆本体的内径,单位为英寸(in)。

井斜变化率/[(⁹)∕ιoo ft]

图A.5屈曲载荷与井眼曲率的关系

3.5 iZ3.3 lb∕ft钻杆，4. 75 in 钻杆接头，10 PPg 钻井液，9b,6.O in井眼

⁷⁰

⁶⁰⁵⁰⁴⁰

SS I) 7≡握

³⁰

井料变化率∕E<^α)Λoo ftj

≡ A-6屈曲裁荷与井眼曲率的关系

2- GO=-、^βss圖昧^s

全角变化率/Γ<^cλ∕≡ ftj

图A.7屈曲载荷与井眼曲率的关系

A. 16.2

计算：

如果井眼曲率比使钻杆产生点接触的临界曲率小，则钻杆上的最大弯曲应力由下式进行

_______JgXODXF X. J '；：•< L

57. 3 XlOO X 12 X 4 XlX sinf：；L)

式中：

Sb——最大弯曲应力，单位为磅力每平方英寸< Win²);

B——井眼曲率，单位为度每100英尺［(^c')∕100 ft］；

169

F——作用在钻杆上的轴向压力，单位为磅(Ib);

J=(*f²)"'单位为英寸(in)；

E—钢的杨氐模量,30×10⁵lb∕in^z;

^I-^IT(ODij^lDi^ ʃ一钻杆本体的惯性距,单位为四次方英寸Gn'); o4 -

OD——钻杆本体外径,单位为英寸(in);

ID——钻杆本体内径,单位为英寸(in);

L--根钻杆的长度,单位为英寸(in)。

A. 16.3如果幷眼曲率在计算的两个临界曲率之间，那么，钻杆的中点将与井壁点接触,其上的最大弯曲应力由下式进行计算：

R = EX。D 业「A 手+B Xs* ］

⁴ 4R L7×≡_lnU-4×₃i√ ⅛

式中：

E——钢的杨氏模量,29.6×10⁶lb∕in²_s

OD——钻杆本体外径,单位为英寸(in)；

ID——钻杆本体的内径,单位为英寸(in)；

”L

U=矛

L―对于钻杆本体点接触,L为单根钻杆长度；对于螺旋面接触,L为L ,单位为英寸(in);

_λ ∕_λ,4×R×ΔD∖ . _TI 4 _v . ₂∕U∖ A= i — SmUPXSm ɪ

∕E× 1\^1/2 4

2₁单位为四次方英寸(i√); 04

△D——(TJOD-ODK单位为英寸(in)；

TJOD——钻杆接头的外径,单位为英寸(in) _I .

R——57.3X100X12B；

B——井眼曲率,单位为度每100英尺［(')/10OftL

A. 16.4如果并眼曲率超过了从点接触过渡到线接触的临界曲率,那么，要计算最大弯曲应力，需先由下式用试算的办法计算出钻杆的有效间距,直到计算曲率与实际井眼曲率一致*

_R ____________57. 3 X 10OX 12 XAD

L ,團L 二—J

JXL_t L_e λ r V +•>”Z /57. 3L_t ∖ —/57. 3L_t \

式中：

L。一钻杆的有效间距,单位为英寸(in);

B——井眼曲率,单位为度每100英尺E(°)∕100 ft］；

ΔD——(TJOD-OD),单位为英寸(in) _S

TJOD——钻杆接头的外径，单位为英寸(in)；

OD——钻杆的外径,单位为英寸(in) _i

ID——钻杆的内径，单位为英寸(in)；

J= (E《/),单位为英寸(in)；

E——钢的杨氏模量,29. 6 X IO⁶IbZin² ；

I="(°¹ζj^πy),单位为四次方英寸(in⁴)_i

F——作用在钻杆上的轴向压力，单位为磅(lb)；

LW—钻杆本体与井壁接触的长度,Lw=Lf,单位为英寸(in)；

L--根钻杆的长度,单位为英寸(in)。

A. 16.5用点接触公式和有效间距计算出最大弯曲应力。

A. 16.6钻杆承压钻进时我们关注的焦点之一就是钻杆接头与井壁之间、钻杆本体与井壁之间侧向力的大小。对此,众多学者都提出了操作限度,认为对钻杆接头与井壁之间的侧向力而言,应将其控制在 2 000 lb~3 000 Ib或更高,但是,对钻杆本体与井壁之间的侧向力，目前还没有能被大家接受的控制范围。在钻杆本体不与井壁接触的情况下，接头上的侧向力可由下式进行计算：

_{f F} _ FXL XB

^TI — 57. 3 X 100 X 12

式中:

LF_TJ——钻杆接头上的侧向力,单位为磅Ub

L--根钻杆的长度,单位为英寸〈in)；

B——井眼曲率,单位为度每100英尺［(°)∕100 ft］。

A. 16.7下式给出了在点接触或螺旋面接触情况下钻杆接头和钻杆本体与井壁的接触力:

LFTJ=

2 X E X I 又 ~RXR.

		SinU —	ɪ U	Sin喉)
	SinLʃ —	8 ɛɪɪɪ²	(?)

LF_iJg= - LF TJ

式中：

LF_PiPt——钻杆本体上的侧向力'单位为磅Qb)；

LF_Tl——钻杆接头上的侧向力，单位为磅(比)；

-ɛw L Le ,

L_w-钻杆本体与井壁接触的长度，单位为英寸(in)₅

L_e——对于点接触为L,螺旋面接触时为与钻杆有效间距,单位为英寸(in)；

_O 57. 3X100×12

^{R =}-----B-----'

B——井眼曲率,单位为度每100英尺Γ<⁰)∕ιoo ft］；

J= (Eg I),单位为英寸(in)；

AD——钻杆接头与钻杆本体的直径之差，=TJOD-OD₉单位为英寸(in)；

I= “曾；"，单位为四次方英寸Gn4)。

表A. 1旋转台肩连接螺纹数据资料

⑴	(2)	(3)	⑷	⑸	(6)	⑺	⑻	(9)	(10)	(11)	(12)	(13)
连接类型	螺纹中径	锥度	外螺纹接头长度	理论牙高	根部削平	公称镇孔	螺距	螺纹倾角	应力释放槽直径	内径	低扭矩锂孔直径	低扭距倒角直径
NCIO	1.063 OOO	1. 500 000	1.500 000	0.144 100	0.040 600	1.204 000	0.166 667	30	—	—	—	—
NC12	1.265 000	1. 500 000	1.750 000	0.144 100	0. 040 600	1,406 000	0,166 667	30	—	—	—	—
NC13	1.391 000	1.500 OoO	1.750 OOo	0.144 100	0. 040 600	1. 532 000	0. 166 667	30	--	一	--	—
NCl 6	1, 609 Ooo	I_t 500 000	I- 750 OOO	O_i144 100	0. 040 600	1. 751 000	0. 16B 667	30	—	—	—
NC23	2.355 000	2.000 000	3. 000 000	0.216 005	0.038 000	2. 625 000	0,250 000	30	2.140 625	2.218 750	—	—
NC2(5	2. 668 000	2. 000 000	3. 000 Ooo	0.216 005	0.038 000	2.937 500	0. 250 ClOO	30	2.375 000	2,531 250	—	—
NC31	3, 183 000	2,000 OOO	3.500 QOO	0, 216 005	0. 038 000	3.453 125	0. 250 000	30	2.890 625	2.953 125	—	--
NC35	3. 531 000	2. 000 COO	& 750 000	0. 216 005	0, 038 000	3. 816 500	0. 250 OOo	30	.3. 231 000	3.234 375	—	—
NC38	3. 808 000	2. 000 000	4,000 000	0.216 005	0. 038 OOO	4.078 125	0. 250 000	30	3. 508 000	3, 468 750	—	—
NC4。	4,072 000	2.000 000	430。000	0.216 005	O_t 038 Ooo	4. 343 750	0, 250 000	30	3.772 000	3.656 250	—
NC44	4.417 000	2,000 000	农 500 000	O_J 216 005	0. 038 000	4,687 500	0.250 000	30	4.117 OOO	4.000 OOQ	—	—
NC46	4. 626 000	2. 000 000	4. 500 OOo	0. 216 005	0. 038 000	4.906 250	0. 250 000	30	4. 326 000	4,203 125	—	—
NC50	5.041 700	2.000 000	4. 500 OOO	Q.216 005	0. 038 000	5.312 500	0. 250 000	30	4,742 000	4.625 000	—
NC56	5.616 000	3.000 000	5,000 000	0.215 379	0. 038 000	5.937 500	0. 250 000	30	5.277 000	4.796 875	—	—
NC61	6.178 000	3.000 OOO	5.500 000	0,215 379	O_r038 000	6. 500 000	0.250 000	30	5.839 000	5.234 375	—	—
NC70	7.053 OOO	3.000 OOO	6. 000 OOO	0.215 379	0. 038 000	7.375 000	0_t250 000	30	6.714 000	5.984 375	—	-
NC77	7. 74J 000	& 000 000	6. 500 000	0,215 379	0. 038 000	8.062 500	0. 250 000	30	7.402 000	6.546 875	—	—
5½IF	6. 189 000	2. Ooo 000	5. OOo 000	0.216 005	0.038 000	6.453 125	0.250 000	30	5.890 625	5.687 500		—
6% IF	7.251 000	2.OOO 000	5. OOO 000	0,216 005	0.038 000	7.515 625	0.250 000	30	6.953 125	6.750 OOO	—	—
IREG	1.154 000	1, 500 000	1. 500 DoO	L 441 000	0.040 600	1.301 Ooo	0. 166 667	30	—	—	—	—
1½REG	1.541 000	1. 500 000	2. 000 000	1,441 000	0,040 600	1.688 OoO	0. 166 667	30		—	--	—
2% REG	2,365 370	3. 000 000	3. OOO OOO	0. 172 303	0.020 OaO	2.687 SOo	0. 200 000	50	2.015 625	2. 052 500	—	—
2 X REG	2,740 370	3. 000 000	3, 50。000	0.17S 303	0.020 000	3.062 500	0. 200 000	30	2. 390 625	2. 312 500	—	—
3¼REG	土 239 870	3. 000 OOO	3,750 000	0.172 303	O- 020 000	3.562 500	0, 200 000	30	2. 906 250	2. 718 750	—	—
4 % REG	4.364 870	3. OOO OoO	4. 250 OoO	0, 172 303	0. 020 000	4.687 500	0. 200 OoO	30	4,013 000	3. 718 750		—

GB/T 24956—2010

ʌ-^s

GB、T 24956I2≡O

(1)	(2)	⑶	⑷	(5)	<6)	(7)	(8)	(9)	(IO)	(11)	(12)	(13)
连接类型	螺纹中径	锥度	外螺纹接头长度	理论牙高	根部削平	公称镇孔	螺距	螺纹倾角	应力释放槽直径	内径	低扭矩镇孔直径	低扭距倒角直径
5¼REG	5. 234 020	3. UflO OOo	4.750 OOo	0,215 379	O_l 025 OOo	5.578 125	0, 250 OOO	30	4.869 OOO	4. 500 OOO	—	—
6 % REG	5. 757 800	2. OOO OOCl	5. 000 OoO	0. 216 005	0. 025 OOO	6.062 500	0. 250 OOO	30	5.417 OOO	5.281 250	—	—
7 % REG	6.714 530	3.OOO OOO	5.250 OOO	0.215 379	0. 025 OOO	7.093 750	0. 250 OOO	30	6. 349 OOO	5. 859 375	7.750 OOO	9.250 OOO
8% REG	7.666 5S0	3.OOO OOO	5,375 OOo	0.215 379	0, 025 OOO	8, 046 875	0.250 OOO	30	7.301 OOO	6.781 250	9.000 OOO	10.500 OOO
2% REG	3.365 400	3.OOO OOO	3.500 OOO	O_i172 303	0. 020 OOO	3.687 500	O_f 200 OOO	30	—	—	—	—
泓REG	3. 734 OOO	3.OOO OOO	3,750 OoO	0.172 303	0, 020 OOO	4, 046 875	0. 200 OOO	30	3.421 875	3. 218 750	—	—
4 M REG	4.532 OOO	3. OOO OOO	4, OQO OoO	0.172 303	0. 020 Ooo	4. 875 ClOO	O_t 200 OOO	• 30	4. 180 OOO	3.953 125	—
5½REG	5.591 OOO	2, OOO ODO	5.000 OoO	0.216 005	0. 025 OOO	5.906 250	0.250 OoO	30	5. 250 OOO	5.109 375	—	一
6 M REG	6.519 660	2. OOO OOO	5* OOO OOO	0.216 005	0. 025 Ooo	6. 843 750	0.250 OOO	30	6.171 875	6.046 875	—
2% SL-H90	2.578 OaO	1.250 OOO	2.812 500	0.166 215	0.034 107	2. 765 625	0.333 333	45	2. 328 125	2. 531 250	—	一
2%SL-H90	3,049 OOO	1,250 OOO	2.937 500	0. 166 215	0,034 107	3.234 375	0. 333 333	45	2. 671 875	2.984 375	—
3¼SL-H90	3. 688 OOO	1. 250 OOo	3.187 500	0. 166 215	0. 034 107	3.875 OOO	0. 333 333	45	3.312 500	3. 593 750	—	—
3MH-90	3、929 860	2. Ooo OOO	4.00。OOo	(L 141 865	0.017 042	4, 187 500	0. 285 710	45	3. 652 500	3.562 500
4H-90	4. 303 600	2, OOO OOO	4.250 OOO	0.141 865	0.017 042	4. 562 500	0. 285 710	45	4. 031 250	3.875 OOO	—	—
4 竖 H-9。	4.637 600	2. OOO OOO	4. 500 OOO	Q.141 865	O_t017 042	4. 890 625	0.285 710	45	4.359 375	4.187 500	—	—
5H-9O	4.908 IOO	2.OOO OOO	4.750 OOO	0.141 865	0.017 042	5.171 875	0. 285 710	45	4.625 OOO	4.406 250	—	—
池‘HTo	5. 178 600	2. Ooo OOO	4. 750 Ooo	O_t141 865	0.017 042	5,437 500	0.285 710	45	4.906 250	4.687 500	—	—
6 % HTD	5.803 600	2. OOO OOO	5. OOO OOO	0.141 865	0.017 042	6,062 500	0.285 710	45	5.531 250	5,265 625	—	—
7H-90	6.252 300	3. OOo OOO	5.500 Ooo	0.140 625	0, 016 733	6.562 500	0.285 710	45	6.031 250	5.265 625	7, 125 OOO	8. 250 OOO
7⅝H-90	7.141 100	3.000 OOO	6. 125 OoO	0.140 625	0. 016 733	7.453 125	0. 285 710	45	6. 906 250	6.000 OOO	& OoO OOO	9・25。 OOO
8 如 H-9。	8.016 IOO	3.000 OOO	6.625 OOO	Q,140 625	0. 016 733	8.328 125	0.285 710	45	7.781 250	6. 75。OOO	9. 375 OOO	Io_B 500 QoO
2% PAC	2.203 OOO	1.500 OOO	2, 375 OOo	0. 216 224	0. 057 948	2.406 250	0.250 OOO	30	1.984 375	2. 171 875	—	—
2% PAC	2. 369 OOO	1,500 OOO	2. 375 OOO	0. 216 224	0. 057 948	2.578 125	0.250 OOO	30	2.156 250	2. 343 750	—	一

173

表A. 1 (续)

Cl)	(2)	(3)	<4)	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼	(10)	<ιυ	(12)	(13)
连接类型	螺纹中径	锥度	外螺纹接头长度	理论牙高	根部削平	公称镇孔	螺距	摞纹倾角	应力释放糟直径	内径	低扭矩镇孔直径	低扭距倒角直径
3¼PAC	2.884 OOO	L 500 000	3. 250 Ooo	0.216 224	0.057 948	3.109 375	0. 250 OOO	30	—	—	—	—
2⅜SH	2.230 OOo	2. OOO 000	2. 875 000	0,216 005	0.038 000	2. 500 000	0. 250 000	30	1.937 500	3. 093 750	—	—
2%SH	2.668 000	2* 000 000	3, 000 Ooo	0.216 005	0.038 OoO	2. 937 500	0. 250 000	30	2,375 000	2.531 250		—
3%SH	& 183 OOO	2x000 000	3. 500 OOO	0. 216 005	0. 038 000	3. 453 125	0.250 OOO	30	2. 890 625	2.953 125	—	—
4SH	3_τ 604 000	2. 000 000	3. 500 000	0. 216 005	0. 038 000	3,875 000	0.250 000	30	3.312 500	3.375 000	—	—
4¼SH	3_t808 000	2_τ000 OOO	4, 000 000	0.216 005	S 038 000	4,078 125	O_t250 000	30	3.508 000	3.468 750	一	—
2%XH	3. 119 000	2. 000 000	4. 000 000	0.216 005	0. 038 000	3.359 375	0.250 000	30	2.828 125	2.781 250	—	…
3扬XH	3,604 000	2. OoQ QOO	3. 500 000	0.216 005	0.038 000	3,875 000	0. 250 OOO	30	3.312 500	3, 375 000	—	--
5XH	5,041 700	2, 000 000	4. 500 000	0.216 005	0.038 000	5.312 500	0, 250 000	30	4. 742 000	4. 625 000	—	—
2%OH SW	2, 588 000	1, 500 000	2,375 000	0.216 224	0.057 948	2.796 875	0, 250 OoO	30	—	—		—
2%OH LW	2. 588 000	L 500 000	2.375 000	0.216 224	0.057 948	2.796 875	0. 250 000	30	—	—	—	一
2%OH SW	2.984 000	1.500 000	2.875 000	0.216 224	O_f057 948	3,203 125	0, 250 OOo	30	―	—	—	—
2XOH LW	2.984 000	1.500 000	2. 500 000	0.216 224	0.057 948	3.203 12S	0. 250 000	30	一	—	—	—
3¼OH SW	3.728 000	1. 500 000	3, 250 000	0. 216 224	0.057 948	3.953 125	0. 250 000	30	—	—	—
3½0H LW	3.728 Ooo	1.500 000	3, 250 000	0.216 224	0.057 948	3.953 125	0. 250 000	30	—	—	—	一
40H SW	4_t416 000	L 500 000	4. 000 000	0.216 224	0.057 948	4.640 625	0.250 000	30	—	—	—	—
4OH LW	4,416 000	1. 500 000	3. 500 000	0.216 224	Q 057 948	4, 640 625	0.250 000	30	一	—	—	一
4¼0H SW	4, 752 000	1. 500 000	3. 750 000	0.216 224	0. 057 948	4,953 125	O_t250 000	30	—	—	—	—
4¼0H LW	4. 752 000	1. 500 000	3. 750 000	0.216 224	0.057 948	4.953 125	0.250 000	30		—	—	一
2%WC)	2. 605 000	2.000 000	3.375 000	0.216 005	S 038 000	2. 859 375	0. 250 000	30	—	—	—	—
2%WO	3.121 000	2. 000 000	3. 000 000	0.216 005	0.038 000	3.375 000	0. 250 OOO	30	—	—	—
3为WO	3. 808 Ooo	2. 000 000	3.500 000	0, 216 005	0.038 000	4.078 125	0. 250 000	30	—	—	一	—
4W0	4. 626 000	2,000 000	4. 500 000	0.216 005	O_t 038 OOCl	4, 906 250	0, 250 000	30	—	—	—	—
4%WQ	5. 041 700	2. 000 000	4. 500 000	0.216 005	0. 038 OOO	5. 312 500	0. 250 OoO	30	—	—	—	—

GB/T 24956—2010

附录B 〈资料性昵亲）参考资料

RP 7G中的诸多专题已经成为行业中的重要研究课题。下面列出的是其中相关的部分专题和科技论文题目。

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[2] RObert W. NiChOlson.根据允许的狗腿严重度极限，使钻杵损害和井眼问题減到最少.1974 年国际钻井承包商协会旋转钻井会议会刊.
[3] K. D. Schenk.公司学习钻大狗腿井.油气杂志,1964.10.12.
[4] G.J. Wilson.定向钻井中控制狗腿.美国机械工程师协会会刊.240卷,1967.
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[6] H_an_Sf_Ord,hohn E和LUbinSki,Arthur.钻井船颠簸和摇摆对方钻杆和钻杆疲劳的影响.美国机械工程师协会会刊，231卷,1964.
[7] Thad VreelandJr.长钻柱中的动态应力.石油工程师，1961. 5.
[8] Henry Bourne.钻井液腐蚀.俄克拉荷马州.朋加城.大陆石油公司.未公开发表.
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[21] H_aI_Sey G. W. ,et.al.,解决粘附复杂问题时扭矩的反应,SPE 18049,新奥尔良科技会议发布,1987年3月.

[22J COOk R. L. ,Nicholson J. W. , ShePPard M. C. ,and WeSt-Iake W.,导向钻进井下振动、拉力、压力实时监测的测量方法,SPE/1ADC 19651, SPE/IADC新奥尔良钻井会议发布，1989年2月 28日〜3月3日.

[23] Warren T- M. ,Brett J. F. ,and Sinor L. A.,抗回转钻头的研制.SPE 19572,SPE 年度科技博览会，圣地亚哥，1989年10月8日〜11日.
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[27] DaWSon,Rapier,and PaSIay,P. R.,弯曲井眼中的钻杆屈曲.石油技术杂志,1984. 10,

[2幻 DS-I标准，钻杆的设计和检查，第二版.T. H. Hill ASSOCiateS,Inc.,休斯敦得克萨斯州， 1997年8月」

[29] MitchelhR. F.,对井斜螺旋鸾曲的影响.SPE 29462,SPE开釆作业论文集，俄克拉荷马州， 1995年4月.
[30] SChUh,F.J.,弯曲井眼中钻杆的临界弯曲力和应力.SPE/IADC 21942,SPE/ IADC阿姆斯特丹钻井会议，1991年3月11日〜14日.
[31] KyllingStad,Aage,弯曲井眼中管柱的弯曲.石油科学工程，1995年12月:209-218.
[32] SUryanarayana,P.V. RtMcCann, R.C.,侧面受限钻杆弯曲和再弯曲的实验研究，能源科技，卷 177,1995 年 6 月,115-124.
[33] PaSIay,RR,Cern。Cky,E.P.,狗腿度不变弯曲应力增大对钻杆和套管的影响.SPE 22547, SPE第66届德克萨斯州达拉斯年度科技博览会，1991年10月6日〜9日.
[34] 致谢:小组委员会感谢壳牌勘探出版公司提供的BSM弯曲应力编码.
[35] Morgan₁R. P. ;Robhn,M∙J.,无缝钻杆疲劳强度的研究方法.ASME会议，俄克拉荷马州，塔尔萨,1969年9月22 0 .
[36] Casner₇Johh_tA. 1995 年 1月 21 日给 JOhn Altermann 的信函，钻杆耐力极限.
[37] H_an_SfOrd,J.E.丄UbinSki,A.,狗腿中钻杆的积累疲劳损伤，石油科技杂志,1966年3月： 359—363.
[38] L_Ubin_Ski,Arthur A.,旋转井眼中狗腿度最大允许值,石油科技杂志，1961年2月.
[39] 致谢：小组委员会感谢P_aUI R. P_aSI_ayI993年10月15•日在德克萨斯州，达拉斯，美孚勘探生产科技中心宏布的限制螺旋接触面的钻杆弯曲.

附录NA

（资料性附录）

标准第2章引用标准国内采标情况

表NA. 1标准第2章引用标准国内釆标情况

序号	引用标准	采标代号及名称	备注
1	API RP 5C1 套管、油管的维护和使用推荐作法	—	1999 年中文译本
2	API BUlI 5C3 套管、油管、钻杆和管线管性能的公式和计算	SY/T 6328—1997 石油天然气工业—— 套管、油管、钻杆和菅线管性能计算
3	API SPeC 7 . 旋转钻井钻柱组件的规格	SY/T 6407 — 1999 旋转钻井钻柱构件规范
4	API RP 7A1 旋转台肩连接螺纹脂试验推荐作法	—
5	API RP 13B-I 水基钻井液现场测试标准程序推荐作法 •	GB/T 16783. 1—2006 钻井液现场测试第1部分:水基钻井液
6	APl RP 13B-2 油基钻井液现场测试标准程序推荐作法	GB/T 16782—1997 油基钻井液现场测试程序
7	ASTM D3370 取水样的标准作法	—
8	NACE MR0175 油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料	—	2002 年中文译本

附衆NB

（资料性附录）

英制单位与我国法定计量单位的换算关系

表NB.1英制单位与我国法定计-单位的换算

序号	量的名称	单位名称	标准中的单位符号	与我国法定计量单位的换算关系
³	[< rtp			EF55
2		英尺	ft	1 ft = CL 304 8 πιτn
3	质暈	磅	Ib	1 Ib=O.453 592 屈
4	线质量	磅每英尺	lb∕ft	ɪ IW= 1.488 16 kg∕_m
5	面积	平方英寸	in^E	1 i∏≡=6,451 6×10^ m³
6	截面模数	立方英寸	In^S	1 in³-16, 387 064×10^⁶m³
7	截面惯性矩	四次方英寸	in⁴	1 in⁴^41,623 1 CTnⁱ
S	扭矩	英尺磅力	ft * Ibf	1 Ibf=I.355 82 Nm
9	力	磅力	ɪb	1 lb-4,448 22 N
10	压力	磅为每平方英寸	PSi	1 PSL=I bf∕in² =6. 894 76 kPa
11		千磅力每平方英寸	ICSi	1 ksi = 6. 894 76 MPa
12		磅每加仑（美）	lb∕gaICPPg)	1 lb∕gal≈119. 826 kg∕m³
13	密度	磅每立方英尺	lb∕ft³	llb∕ft^s = 16.O18 5kg∕m≈
14	温度	华氏度	^OF	K = 5∕9(°F+459. 67)

注I=表中英制单位与我国法定计量单位之间的换算关系除标注外均引自《法定计量单位换算手册》（石油工业出版社1985年6月北京第1版）。

注2,序号6截面模数的换算关系引自GB 3102. 3-1993«力学的量利单位》。

注3*序号14华氏度的换算关蒙引自《钻井手册（甲方上册）》〈石油工业出版社1990年6月北京第1版）.

178

美国测试材料协会(地址：1。。Barr HarbOr Drive₅West Conshocken_jPennsylvania 19428)

美国国家防腐工程师协会(P. 0. BOX 218340,HoUStOn,Texas 77218-8340)

GB

目 次

APl环境、健康、安全责任和指导方针

石油天然气工业

钻柱设计和操作限度的推荐作法

标准分享网www.bzfxw.com免费下载

标准分享网www.bzfxw.com免费下载

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70

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目次

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