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第二章 钻进工具本章主要内容：
第一节 钻头钻头的分类及工作原理钻头的选型及分类方法钻头的合理使用第二节 钻柱钻柱的组成及功用钻柱的工作状态及受力分析钻柱设计
2
1,钻头分类按结构及工作原理分刮刀钻头牙轮钻头
PDC钻头金刚石钻头按功用分全面钻进钻头取心钻头扩眼钻头第一节 钻 头
3
2,钻头尺寸系列
3-3/4 ~ 36 in
3,钻头性能指标钻头进尺（米）
钻头工作寿命（小时）
机械钻速（米 /小时）
单位进尺成本（元 /米）：
H
ttCCC trb
pm
)(
第一节 钻 头
4
第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
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（ 一 ） 刮刀钻头的结构
上钻头体
下钻头体（分水帽）
刀翼
水眼刀翼一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
三刮刀钻头 （ 最常见 ）
两刮刀钻头 (鱼尾刮刀钻头 )
四刮刀钻头
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刀翼结构
（ 1） 刀翼结构角
刃尖角 β
一般,软地层 β =8 ～ 10° ；
硬地层 β =12° ～ 15°
切削角 α
一般,松软地层 α ＝ 70° ；
软地层 α ＝ 70～ 80° ；
中硬地层 α ＝ 80～ 85° 。
刃后角 ψ,ψ ＝ α -β
刃前角 φ,φ ＝ 90° － α
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
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（ 2）刀翼背部形状刀翼的厚度随距刀刃的距离增加而增厚，呈抛物线形，
以确保刀翼强度足以承受弯矩。
（ 3）刀翼底部形状,平底,正阶梯,反阶梯、反锥一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
8
(4)提高刀翼的耐磨性
刀翼一般采 35CrMo或 35MnSiMoV高强度合金钢锻制而成，以保证有足够的强度。
一般在刀翼表面平铺一层 YG8硬质合金块，在外侧面镶装 YG8硬质合金块。
刀翼表面和外侧面镶焊人造金刚石聚晶块 。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
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（ 二 ） 刮刀钻头的工作原理刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
破碎塑性岩石过程：
在钻压 W 作用下刀翼吃入地层；刃前岩石在扭转力 T的作用下 不断产生塑性流动 。
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破碎塑脆性岩石的过程,
碰撞 → 压碎及小剪切 → 大剪切 。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
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刮刀钻头制造工艺简单，成本低；
刮刀钻头适用于软地层，钻速快，每米钻进成本低；
刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜；
刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备；
刮刀钻头目前逐渐被 PDC钻头取代。
（ 三 ） 刮刀钻头的应用一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
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第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
钻头体
巴掌及牙轮轴
牙轮及牙齿
轴承
喷嘴
储油润滑密封系统
15a— 单锥； b,c— 复锥； 1— 主锥； 2— 副锥； 3— 背锥
a b c
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
1．牙轮及牙齿牙 轮,20CrMo合金钢锥体，锥面铣齿或镶装硬质合金齿，内腔有轴承跑道。
单 锥,主锥 +背锥,硬地层复 锥,主锥 +副锥 +背锥,软到中硬
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
1,牙轮及牙齿 （ Cone & tooth ）
（一）牙轮钻头结构铣齿 —— 在牙轮锥面上直接铣出，楔形。
镶齿 —— 镶装在牙轮锥面上的硬质合金齿，有多种齿形。
勺形齿,极软至中软地层楔形齿,软至中硬地层锥形齿,中硬地层尖卵形齿,硬地层球齿,硬至坚硬地层
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◆ 结构组成,牙轮内腔、牙爪轴颈,轴承跑道,锁紧元件每个牙轮有大、中、小和止推 四付 轴承。
大、小轴承承受径向载荷；
中轴承用来锁紧和定位；
止推轴承承受轴向载荷。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
2,轴 承（ Bearing of Bit）
◆ 轴承分类：
按轴承副结构分,滚动轴承、滑动轴承根据轴承密封与否分：密封、非密封轴承滚动轴承有两种结构：滚柱 — 滚珠 — 滚柱 — 止推滚柱 — 滚珠 — 滑动 — 止推滑动轴承有两种结构：滑动 — 滚珠 — 滑动 — 止推滑动 — 卡簧 — 滑动 — 止推
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
2,轴 承（ Bearing of Bit）
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3．储油密封压力补偿系统二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
4．喷嘴牙轮钻头一般安装 3~4 个喷嘴，直径
7~14mm。用卡簧固定在水眼内，并用 O形圈密封。
（一）牙轮钻头结构
● 标准型：距井底 110~140mm
● 中长喷嘴：比常规喷嘴长约 38mm
● 长喷嘴：距井底约 25mm
● 中心喷嘴
● 反喷嘴
● 空化喷嘴
● 脉冲喷嘴
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 1：非自洗无滑动布置特点：齿圈不嵌合不超顶不移轴适用地层：硬
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 2：自洗不移轴布置特点：齿圈相互嵌合超顶不移轴适用地层：中
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 3：自洗移轴布置特点,齿圈相互嵌合超顶移轴适用地层：软
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
（ 1）钻头公转（顺时针，转速 Nb— rpm）
（ 2）牙轮自转（逆时针，转速 nc— rpm）,
（ 3）滑动 —— 轴向滑动、切向滑动
（ 4）纵向振动
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c超顶距公转时自转时平衡时合速度副锥产生超顶效果
c
超顶和副锥引起周向滑动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
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O’ a’
a’O’
a’O’
移轴引起径向滑动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
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单、双齿交替着地引起纵向振动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）二、牙轮钻头（ ）
（二）牙轮钻头工作原理
2,牙轮钻头的破岩机理
（ 1）冲击、压碎作用牙轮钻头工作时,牙轮滚动,单齿与双齿交替接触井底,使钻头产生纵向振动 。
钻头纵向振动产生的冲击载荷和钻压通过牙齿作用在岩石上,对井底岩石产生冲击压碎作用,形成体积破碎坑穴 。
（ 2） 滑动剪切作用牙轮钻头的超顶、复锥和移轴结构，使牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的滑动，剪切齿间岩石。
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（三）牙轮钻头磨损与分级
1,牙齿磨损铣齿：根据齿的磨损高度与原齿高之比划分磨损等级。
镶齿：根据甭碎和掉落的齿数与原有齿数之比划分磨损等级。
牙齿磨损代号 铣 齿 镶 齿
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
齿高磨掉 1/8
齿高磨掉 2/8
齿高磨掉 3/8
齿高磨掉 4/8
齿高磨掉 5/8
齿高磨掉 6/8
齿高磨掉 7/8
齿高全磨光
1/8的齿甭碎或掉落
2/8的齿甭碎或掉落
3/8的齿甭碎或掉落
4/8的齿甭碎或掉落
5/8的齿甭碎或掉落
6/8的齿甭碎或掉落
7/8的齿甭碎或掉落所有齿全甭碎或掉落
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
2,轴承磨损轴承磨损以钻头使用时间与轴承寿命（小时）之比分级。
轴承寿命由使用过的同类钻头的资料统计得到。
轴承磨损代号 磨损情况
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
轴承寿命已用掉 1/8
轴承寿命已用掉 2/8（轻度磨损）
轴承寿命已用掉 3/8
轴承寿命已用掉 4/8（中等磨损）
轴承寿命已用掉 5/8
轴承寿命已用掉 6/8（轴承晃动）
轴承寿命已用掉 7/8
轴承寿命已用完（轴承卡死或担子掉落）
（三）牙轮钻头磨损与分级
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
3,直径磨损原直径,I
直径磨小,O+直径磨小值（ in）
例如,T2— B4— I
T6— B6— O 1/2
（三）牙轮钻头磨损与分级
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4,我国石油行业标准
（ 1）牙齿磨损四级,Y1,Y2,Y3,Y4
铣齿：磨掉高度与新齿高度之比镶齿：断、掉齿数与总齿数之比
（ 2）轴承磨损级别 密封轴承 普通轴承
Z1 密封完好，用手不易转动 转动灵活，轴承不旷
Z2 密封尚好，用手容易转动 转动灵活但旷，径 1~2mm，轴 <1mm
Z3 密封失效，径 2~3mm，轴 2~3mm 明显旷动，径向 >3mm，轴向 >2mm
Z4 牙轮掉或快要掉落 牙轮卡死，轴承完全不能用
（ 3）直径磨损代号,J”，在右下角用数字表示直径磨损的毫米数。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（三）牙轮钻头磨损与分级
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系列代号：用数字 1~8表示钻头牙齿特征及适钻地层；
地层等级代号：用数字 1~4表示所钻地层再分为 4个等级；
钻头结构特征代号：用数字 1~9表示钻头结构特征，其中 1~7表示钻头轴承及保径特征；
附加结构特征代号：用英文字母表示钻头附加特征。
例如,341S—— 表示适用于中等研磨性或研磨性硬地层,4级、非密封滚动轴承、标准铣齿钻头。
537C—— 表示适用于低抗压强度的软到中硬,3级地层、滑动密封轴承保径、带中心喷嘴钻头。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（四）牙轮钻头类型及选择
IADC编码 详见教材 P66-67.
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二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（五）牙轮钻头合理使用
1,从软到硬各种地层，都有相应钻头类型与之对应。使用时，应根据所钻地层性质合理选择钻头类型。
2,钻压在 1.36~2.7吨 /英寸范围内，钻速与所加钻压成正比。一般常用最佳范围,1.82~2.27吨 /英寸 。
3,增加转速，可提高钻速，但轴承和牙齿磨损加快。常用转速范围：
55rpm~110rpm。
4,在排量满足携带岩屑要求的前提下，尽可能提高泵压，以充分利用高压水射流的破岩作用，提高钻速。
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第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
孕镶式表镶式
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（一）金刚石的物理机械性质正四面体晶体结构
优点,极高的硬度 （莫氏硬度 10）
极高抗压强度 （ 8800MPa）
极高的耐磨性 (钢的 9000倍）
缺 点：
① 脆性大，受冲击载荷易碎裂；
② 具有热敏性，在空气中约在 455~860℃ 出现石墨化。但在碳化钨或石墨中烧结时氧化速度可降低 50~90% 典型晶形金刚石 为碳在高温高压下形成的结晶体，
正四面体晶体结构。在单位晶胞中，碳原子位于四面体顶角及中心。每个碳原子与邻近四个碳原子形成四个共价键，结合力极强。
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。由钢体、胎体（冠部和保径部分）、水眼及水槽、金刚石切削刃等部分组成。
金刚石水眼水槽冠部保径钢体排屑槽胎体钢体接头金刚石胎体
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
1,钻头 冠部形状
a．双锥阶梯形； b．双锥形； c．,B”形； d．脊圈式,B”
形软到中硬地层内锥角 50~60°
外锥角 50~100 °
中到中硬地层内锥角 60~70°
外锥角 40~60 °
硬地层内锥角 >90°
硬 ~坚硬地层内锥角 >90°
40
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
2,水力结构常用水槽结构：
□ 逼压式
□ 辐射型
□ 辐射逼压式
□ 螺旋形
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 1）天然金刚石卡邦（ Carbon） —— 黑色金刚石，巴西及非洲，性能最好，最贵巴拉斯（ Ballas） —— 多晶金刚石，非洲产，性能及价格次于卡邦包尔兹（ Boartz） —— 硬度很高，但解理性强，有内裂纹和应力刚果金刚石 —— 硬度次于包尔兹，但产量高（ 60%），价格便宜目前使用最广泛的产品：热稳定聚晶，耐温 1200℃,有圆片、圆柱、立方体、三角聚晶等多种形状。
石墨
5000~10000MPa
1000~2000℃ 金刚石单晶金刚石聚晶高温高压下金属触媒
（ 2）人造金刚石聚晶
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三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 3）金刚石粒度软地层,2粒 /克拉，粒径约 4mm左右中硬地层,3~4粒 /克拉，粒径约 3.6mm左右中硬到硬地层,5~8粒 /克拉，粒径约 2.5~2.9mm
硬到坚硬地层,10~15粒 /克拉，粒径约 2.0mm左右孕镶钻头,60~400粒 /克拉，粒径 1.2~0.6mm，硬至坚硬地层。
（ 4）出露高度软地层,1/3金刚石粒径中硬地层,1/3~1/5金刚石粒径硬地层,1/5~1/6金刚石粒径坚硬地层,1/6~1/10金刚石粒径
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软地层硬地层坚硬地层三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 5）金刚石布置
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（三）金刚石钻头的破岩机理三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
◆ 在塑性地层中，如泥岩、泥质砂岩、石膏等，以切削作用破碎岩石，
类似于金属的切削过程。
◆ 在脆性地层中，如石英砂岩等，金刚石破碎岩石的特点主要表现为脆性体积破碎，岩屑尺寸约为金刚石出露部分的 2~4倍，破岩效率很高。
◆ 在坚硬岩石中，如燧石、硅质白云岩、硅质石灰岩等，一般用孕镶钻头钻进，金刚石以微切削、刻划方式破碎岩石，类似于砂轮磨。
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（ 1）适用于硬的、研磨性地层，涡轮钻井，深井钻井、取心作业；
（ 2）钻头下井前，井底打捞干净，无金属等硬材料；
（ 3）开始钻进时，先用小钻压、低转速跑合，完成井底造型；
（ 4）钻进参数优选：合适钻压、高转速、大排量。
（四）金刚石钻头的正确使用三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
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第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
47胎体 PDC钻头 钢体 PDC钻头四,PDC钻头
Polycrystalline Diamond Compact Bit
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四,PDC钻头
（一）聚晶金刚石复合片（ PDC）
1,结构及尺寸直径（ mm) 适用地层
24 极软
19 软
16 中
13 中硬
8 硬
49
四,PDC钻头
（一）聚晶金刚石复合片（ PDC）
2,物理机械性质
（ 1）极高的硬度（钢的 9~14倍，硬质合金的 3~5倍）；
（ 2）较高的抗压强度（钢的 3~4倍）；
（ 3）良好的自锐性（碳化钨基体比聚晶层 磨损速度 快）；
（ 4）抗冲击韧性比天然金刚石好，比硬质合金差。聚晶层经受冲击载荷作用易碎裂。尤其是新复合片刚开始接 触岩石，锋锐 边刃很容易碎裂。
（ 5） 对温度较敏感。 350℃ 左右，磨损速度显著加快； 700 ℃ 左右，
强度失效。
50
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
◆ 刮刀式在软地层中，吃入性能好，排屑能力强，清洗冷却效果好，不易泥包。
◆ 单齿式（散布式）
布齿区域大，布齿密度高，但排屑能力较差，容易泥包。适合于较硬地层。
◆ 组合式（混合式）
清洗、冷却和排屑能力较好，
布齿密度较高，吃入性能较好。
适合于中到中硬地层。
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四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
（ 1） 内锥（ Cone）
内锥的主要作用是抵抗钻头横向力，防止钻头横移，维持钻头稳定旋转。
一般地，软地层，内锥深一些；
硬地层，内锥浅一些。
（ 2） 冠顶（ Nose）
冠顶是钻头最先吃入地层的部位，而且总是最先接触地层的变化。
一般地，软地层，冠顶半径小一些，以提高钻头吃入地层的能力；而硬地层或软硬交错地层，冠顶半径大一些，以使切削齿受力较均匀，避免单齿受力过大而先期损坏。
1,钻头剖面形状
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四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
1,钻头剖面形状 （ 3） 外锥或侧翼（ Taper or Flank）
分直线和曲线两种。较硬地层，需要较多切削齿，外锥应长一些；较软地层，外锥可短一些。
（ 4） 肩部（ Shoulder）
肩部是从侧翼向保径过渡的部位。它是钻头冠部旋转半径最大的部位，磨损也就最严重，受冲击载荷最大。
（ 5）保径（ Gauge）：
60~100mm，金刚石,PDC
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图 3-1 PDC钻头冠部剖面形状 IADC分类中 锥 型 平 底 型长 锥 型 浅 锥 型内锥 冠顶外锥肩部保径内锥 冠顶外锥肩部保径内锥 冠顶外锥肩部保径内锥冠顶肩部保径
PDC钻头剖面形状的 IADC分类四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
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（ 1）布齿设计原则
井底覆盖良好；
内疏外密，各切削齿磨损均匀；
布齿密度随地层硬度增大而增大；
同一刀翼上各切削齿的安装互不干涉；
切削齿的布置和刀翼分布和有利于提高钻头的稳定性；
切削齿和刀翼的布置有利于提高水力清洗和冷却效果。
2,布齿设计四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
55
2,布齿设计四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
（ 2）布齿设计方法
① 等磨损布齿
② 同轨布齿
③ 变密度布齿轨道布齿的井底剖面
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四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
3,切削齿工作角设计后倾角,10~25° 侧转角,0~15°
后倾角较小，钻头吃入性能较好；
后倾角较大，钻头承受冲击载荷的能力较强；
目前多采用变后倾角设计；
对刀翼式钻头，侧转角没有太大意义。
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四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
4,水力设计
（ 1）水力结构设计喷 嘴数量、位置、倾斜角度及方位、流道形状等。
（ 2）水力参数优化设计喷嘴直径、钻井泵工作参数、
钻头水力参数。
目前仍处于经验设计阶段。
喷嘴 — 开放式水槽结构
58
四,PDC钻头
（三） PDC钻头破岩机理
切削（剪切）破碎岩石。
软的塑性地层破碎过程：
连续切削，类似车刀切削金属的过程 。
硬的脆性地层破碎过程：
碰撞 → 压碎及小剪切 → 大剪切。
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四,PDC钻头
（四） PDC钻头分类第一位字码 第二位字码 第三位字码 第四位字码钻头体材料 切削齿密度 切削齿尺寸 剖面形状
S— 钢体
M— 胎体
1— <30（ 1/2in）
2— 30~40 （ 1/2in）
3— 40~50 （ 1/2in）
4— >50
1— 24 mm
2— 19 mm
3— 13.3 mm
4— 8 mm
1— 平底
2— 短锥
3— 中锥
4— 长锥
60
四,PDC钻头
（五） PDC钻头的使用
1,PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错地层和砾石层。
2,与牙轮钻头相比,PDC钻头宜采用低钻压、高转速钻进。
3,钻头下井前，井底要清洁，无金属落物。新钻头钻进时，先用小钻压和低转速磨合井底，完成井底造型。
4,PDC钻头属于整体式钻头，无任何活动部件，适合高转速的涡轮钻井。
61
第二章 钻进工具第一节 钻头第二节 钻柱
62
第二节 钻柱一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计
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（一）钻柱的作用
(1)提供钻井液流动通道；
(2)给钻头提供钻压；
(3)传递扭距；
(4)起下钻头；
(5)计量井深 。
(6)观察和了解井下情况；
(7) 特殊作业 （ 取芯,挤水泥,打捞等 ） ；
(8)钻杆测试 ( Drill-Stem Testing),又称中途测试 。
一、钻柱的作用与组成
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1,方钻杆 (Square Kelly)
2,钻杆 (Drill Pipe)
3,钻铤 (Drill Collar)
4,其它组件：
（ 1）稳定器 (Stabilizer)
（ 2）接头 (Joint)：包括配合接头和保护接头
（ 3）井下工具包括减震器、震击器、扩眼器、键槽破坏器一、钻柱的作用与组成
（二）钻柱组成
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1、方钻杆类 型,四方形、六方形特 点,壁厚较大，强度较高主要作用,传递扭矩和承受钻柱的全部重量。
常用尺寸,89mm(3.5英寸 ),108mm (4.5英寸 ),133.4mm (5.5英寸 )。
2、钻杆作用,传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱。
结构,管体 +接头一、钻柱的作用与组成常用钻杆规范（内径、外径、壁厚、线密度等）见表 2-12
壁厚,9～ 11mm
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钢级与强度接头及丝扣
钻杆接头特点,壁厚较大,外径较大,强度较高 。
丝扣连接条件,尺寸相等,扣型相同,公母相配 。
钻杆接头类型,内平 （ IF）,贯眼 （ FH）,正规 （ REG） ； NC系列钻 杆 钢 级物 理 性 能
D E 95 （ X ） 105 （ G ） 135 （ S ）
MPa 379.21 517.11 655.00 723.95 930.70最小屈服强度 lb/in 2 55000 75000 95000 105000 135000
MPa 586.05 723.95 861.85 930.79 11 37,6 4最大屈服强度 lb/in 2 85000 105000 125000 135000 165000
MPa 655.00 689.48 723.95 792.90 999.74最小抗拉强度 lb/in 2 95000 100000 105000 115000 145000
一、钻柱的作用与组成
2、钻杆
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内平式,主要用于外加厚钻杆。其特点是钻杆通体内径相同，
钻井液流动阻力小；但外径较大，
容易磨损。
贯眼式,主要用于内加厚钻杆。其特点是钻杆有两个内径，
钻井液流动阻力大于内平式，但其外径小于内平式。
正规式,主要用于内加厚钻杆及钻头、打捞工具。其特点是接头内径?加厚处 内径?管体内径，
钻井液流动阻力大，但外径最小，
强度较大。
三种类型接头均采用 V型螺纹，
但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。
一、钻柱的作用与组成
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NC型系列接头
NC23,NC26,NC31,NC35,NC38,NC40,NC44,NC46,NC50，
NC56,NC61,NC70,NC77
NC— National Coarse Thread，（美国）国家标准粗牙螺纹。
数字,xx”— 表示基面丝扣节圆直径，用英寸表示的前两位数字乘以 10。
如,NC26表示的节圆直径为 2.668英寸。
NC螺纹也为 V型螺纹,表 2-17所列的几种 NC型接头与旧 API标准接头有相同的节圆直径、锥度、螺距和螺纹长度，可以互换使用 。
表 2-17 可以互换使用的接头数字型接头
NC26 NC31 NC38 NC40 NC46 NC50
旧 A P I 接头
2
83
IF 2
87
IF 3
21
IF 4 IF 4 FH 4
21
IF
－－－第五次课－－－
一、钻柱的作用与组成
69
3,钻铤
结构特点,管体两端直接车制丝扣，无专门接头；壁厚大
(38-53毫米），重量大，刚度大。
主要作用,(1)给钻头施加钻压 ;
(2)保证压缩应力条件下的必要强度 ;
(3)减轻钻头的振动,摆动和跳动等,使钻头工作平稳；
(4)控制井斜 。
类 型,光钻铤、螺旋钻铤、方钻铤。
常用尺寸,6-1/4〃,7〃,8〃,9〃,10〃,11〃
一、钻柱的作用与组成
70
4.稳定器类型,刚性稳定器、不转动橡胶套稳定器、滚轮稳定器 。
作用,1）防斜； 2）控制井眼轨迹 。
一、钻柱的作用与组成
71
5.减震器减震器种类很多，有弹簧减震器、橡胶减震器、钢丝减震器、液体减震器及气垫式减震器等。
在下部组合或钻杆柱中还可安装随钻震击器，随钻测量（ＭＷＤ）
工具，钻柱测试工具和打捞篮、扩眼器等特殊工具进行随钻测量、地层测试、打捞、扩眼等特殊作业。
一、钻柱的作用与组成
72
一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计第二节 钻柱
73
二、钻柱的工作状态及受力
（一）钻柱的工作状态
1,起下钻工况下
（ 1）悬挂状态 —— 悬吊、坐挂或坐卡在转盘上
（ 2）上提或下放运动状态在直井中，井下钻柱处于垂直拉伸状态；
在斜井中，井下钻柱随井眼倾斜和弯曲，躺在下井壁。
2,中途测试和挤水泥工况下顶部座挂在转盘上，下部封隔器密封。
中途测试时，测试工具是关闭的，钻柱内一般无钻井液。
井下钻柱处于拉伸状态，并受外挤力或内压力。
74
二、钻柱的工作状态及受力
（一）钻柱的工作状态
3,正常钻进工况下钻柱上部受拉，下部受压弯曲，在扭矩作用下旋转。
（ 2）旋转运动形式
自转 —— 磨损均匀，在弯曲井段受交变弯曲应力
公转 —— 偏磨，产生离心力
自转 +公转
振动 —— 纵振、扭振、横振，产生交变应力
（ 1）下部受压钻柱（钻铤）的弯曲原因：钻压使下部钻柱受轴向压力的作用。
Lubinski 最早提出钻柱弯曲的理论。
75
二、钻柱的工作状态及受力
（二）钻柱受力分析
（ 1）自重：
F
qp,Lp
qc,Lc
ccpp LqLqF0
sdB /)( ccpp LqLqF
（ 2）浮力：
浮重, 01 FKLqLqF Bccpp
s
d
m
（ 5）速度变化引起的动载荷
（ 3）钻压作用, WLqLqKF
ccppBw
W
（ 4）循环压降引起的附加拉力
（ 6）起下钻的摩阻
1,轴向力
76
二、钻柱的工作状态及受力
（二）钻柱受力分析
2,扭矩转盘钻井承受旋转扭矩，井口处最大；
井下动力钻井承受反扭矩，井底接动力钻具处最大；
在斜井眼和水平井眼中，摩擦扭矩。
3,弯曲应力
4,离心力
5,外挤压力
6,交变的轴向应力、扭剪应力、弯曲应力
7,内压力（挤水泥时）
77
Wc o sLqK NcB
二、钻柱的工作状态及受力
（三）钻柱的中性点 （ Neutral Point ）
当钻柱受到浮重和钻压的作用时，必然存在一个轴向力等于零的点,
称该点为中性点。
0 拉力压力 mF
qp
qc
N中性截面
NL
WF
WW
W
重要意义
1）设计钻柱时要确保中性点始终落 在钻铤上。
2）指导松扣、造扣等。
3）中性点附近钻柱受交变应力，容易疲劳。
78
一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计第二节 钻柱
79
◆ 设计原则：
（ 1） 满足强度 （ 抗拉,抗挤强度等 ） 要求,证钻柱安全工作；
（ 2） 尽量减轻整个钻柱的重力,以便在有限的钻机承载能力下钻更深的井 。
三、钻柱设计
◆ 设计内容：
（ 1）尺寸选择
（ 2）钻铤柱长度计算
（ 3）钻杆柱强度设计及校核。
80
（一）钻柱尺寸选择
1,依据,
（ 1）钻机的提升能力；
（ 2）井眼尺寸；
（ 3）工艺要求（防斜等）；
（ 4）供货情况。
三、钻柱设计钻头直径
mm(in)
钻铤外径
mm(in)
钻杆外径
mm （ in ）
方钻杆方宽
mm(in)
>299(11 43 ) 203(8) 168(6 85 ) 152(6)
248~299(9 43 ~11 43 ) 178 ~203(7~ 8) 140(5 21 ) 1 33,152(5 41,6)
197~248(7 43 ~9 43 ) 152 ~178(6~ 7) 114,127(4 21,5) 108,133(4 21,5 41 )
146~216(5 43 ~8 21 ) 146(5 43 ) 89(3 21 ) 89,108(3 21,4 41 )
2,经验配合关系
81
（ 二 ） 钻铤长度的确定
m a xco s WSKLq NBcc
三、钻柱设计式中,— 钻铤长度,m；
— 设计的最大钻压,kN；
— 安全系数，考虑附加力（动载、井壁摩擦力等），
防止中性点移动到 较弱的钻杆上，一般取 =1.15 ～ 1.25；
— 每米钻铤在空气中的重力,kN/m；
— 浮力系数；
— 井斜角，直井时,=0° 。
cL
maxW
NS
cq
BK
浮重原则：钻铤的浮重不能小于钻压 。 即保持中性点始终处在钻铤上,以确保在最大钻压时钻杆不承受压缩载荷 。
82
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计钻杆柱受到的主要作用力 —— 轴向拉力
1,强度条件轴向拉力 ≤ 钻杆强度允许的轴向拉力
OR,轴向静拉力 × 附加系数 ≤ 强度允许的安全拉力轴向静拉力 + 拉力余量 ≤ 强度允许的安全拉力
Ft
（ 1）轴向静拉力 Ft
B
m
k ckckpj
i
j jpiiti
KqLqLqLF )(
1
1
1
（ 2）强度允许的安全拉力 Fp
pyyyp AFFF?1090,,,
轴向静拉力 ≤ 最大安全静拉力
83
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计
1,强度条件
（ 3）拉力余量和附加系数
拉力余量,MOP=200~500 kN
安全系数,St = 1.3 （考虑动载及摩擦力）
设计系数,（考虑卡瓦挤压的允许比值）ty
（ 4）最大安全静拉力 Fa
M OPFF
FF
SFF
pa
typa
tpa
)(
/
84
2.设计方法及步骤
aBccp FKqLLq )(
p
ccBa
q
qLKFL
m a x
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计强度条件：
最大允许下深：
（ 1）单一钻杆柱设计
（ 2）复合钻杆柱设计
Ft
第一步：选择钻杆的壁厚和钢级第二步：计算钻杆的许用长度从紧靠钻铤的钻杆段开始，逐段向上设计。
85
（ 1）抗外挤强度校核
（ 2）抗扭强度校核
（ 3）抗内压强度校核三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计
3,其它强度校核
86
（四）典型钻柱的设计举例
1.设计参数
① 井深,5000m;
② 井径,215.9mm(8-1/2in);
③ 钻井液密度,1.2g/cm3;
④ 钻压,180kN;
⑤ 井斜角,3° ;
⑥ 拉力余量,200kN(本例假设 );
⑦ 卡瓦长度,406.4mm;
⑧ 安全系数,1.30(本例假设 )。
三、钻柱设计
87
计算得,=180× 1.18/1.35× 0.85× cos3° =185(m)
按每米钻铤 10m计，需用 19根钻铤,总长 190m。
① 选用外径 158.75mm(6-1/4in)、内径 57.15mm,qc=1.35kN/m的 钻铤
② 计算钻铤长度,
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻铤柱设计,
)co s(m a x?BcNc KqSWL?
式中,─最大钻压,180 kN;
─安全系数,取 =1.18;
─每米钻铤在空气中的重力,1.35 kN/m；
─浮力系数,计算得 =0.85;
─井斜角,=3° 。
maxW
NS
cq
cL
BK
88
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻杆柱强度设计,
① 选用外径 127mm、内径 108.6mm，每米重 284.69N/m,E级新钻杆，最小抗拉载荷 =1760KN。
② 最大长度计算,
最大安全静拉载荷为,
=0.9× 1760/1.30=1218.46(kN)
=0.9× 1760/1.42=1115.49(kN)
=0.9× 1760-200=1384(kN)
（ 1）选择第一段钻杆（接钻铤 ）
tya SFF 9.01?
tyya FF9.01?
M O PFF ya 9.01
第一段钻杆的许用长度为：
1111 pccpa qLqKqFL
=1115.49/284.69× 10-3× 0.856-190× 1.35/284.69× 10-3=3675(m)
89
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻杆柱强度设计,
（ 2）选择第二段钻杆
① 选用外径 127mm,内径 108.6mm，每米重 284.69N/m,X-95级新钻杆，
最小抗拉载荷为 =2229.71 kN。
② 最大长度计算,
最大安全静拉载荷计算如下,
=0.9× 2229.71/1.30=1543.645(kN)
=0.9× 2229.71/1.42=1413.196(kN)
=0.9× 2229.71-200=1806.739(kN)
第二段钻杆的最大允许长度为：
2aF
2aF
2aF
211222 pppccBpa qLqLqKqFL
=1413.196/287.69× 10-3× 0.856-1.35× 190+284.69× 10-3× 3675/284.69× 10-3
=1221(m)
90
3.钻柱组合设计结果规 范 长度 ( m ) 在空气中重 ( k N ) 在钻井液中重 ( k N )
钻铤：外径 1 5 8,75 mm,内径 5 7,1 5 m m,
线重 1,3 5 k N,m
1 9 0 2 5 6,5 0 2 1 8
第一段钻杆外径 1 2 7 mm
内径 1 0 8,6 0
线重 2 8 4,6 9 N / m E 级
3 6 7 5 1 0 4 6,6 0 8 9 5,9 0
第二段钻杆外径 1 2 7 mm
内径 1 0 8,6 0
线重 2 8 4,6 9 N / m X - 95 级
1 1 3 5 3 2 3,2 0 2 7 6,7 0
合 计 5 0 0 0 1 6 2 6,2 0 1 3 9 0,6 0
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
91
课后作业题：
1,教材 P98页第 7题
2,教材 P99页 第 14题、第 32题,第 34题。
92
本章主要内容小结第一节 钻头钻头的分类及工作原理钻头的选型及分类方法钻头的合理使用第二节 钻柱钻柱的组成及功用钻柱的工作状态及受力分析钻柱设计
第二章 钻进工具本章主要内容：
第一节 钻头钻头的分类及工作原理钻头的选型及分类方法钻头的合理使用第二节 钻柱钻柱的组成及功用钻柱的工作状态及受力分析钻柱设计
2
1,钻头分类按结构及工作原理分刮刀钻头牙轮钻头
PDC钻头金刚石钻头按功用分全面钻进钻头取心钻头扩眼钻头第一节 钻 头
3
2,钻头尺寸系列
3-3/4 ~ 36 in
3,钻头性能指标钻头进尺（米）
钻头工作寿命（小时）
机械钻速（米 /小时）
单位进尺成本（元 /米）：
H
ttCCC trb
pm
)(
第一节 钻 头
4
第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
5
（ 一 ） 刮刀钻头的结构
上钻头体
下钻头体（分水帽）
刀翼
水眼刀翼一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
三刮刀钻头 （ 最常见 ）
两刮刀钻头 (鱼尾刮刀钻头 )
四刮刀钻头
6
刀翼结构
（ 1） 刀翼结构角
刃尖角 β
一般,软地层 β =8 ～ 10° ；
硬地层 β =12° ～ 15°
切削角 α
一般,松软地层 α ＝ 70° ；
软地层 α ＝ 70～ 80° ；
中硬地层 α ＝ 80～ 85° 。
刃后角 ψ,ψ ＝ α -β
刃前角 φ,φ ＝ 90° － α
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
7
（ 2）刀翼背部形状刀翼的厚度随距刀刃的距离增加而增厚，呈抛物线形，
以确保刀翼强度足以承受弯矩。
（ 3）刀翼底部形状,平底,正阶梯,反阶梯、反锥一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
8
(4)提高刀翼的耐磨性
刀翼一般采 35CrMo或 35MnSiMoV高强度合金钢锻制而成，以保证有足够的强度。
一般在刀翼表面平铺一层 YG8硬质合金块，在外侧面镶装 YG8硬质合金块。
刀翼表面和外侧面镶焊人造金刚石聚晶块 。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
9
（ 二 ） 刮刀钻头的工作原理刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
破碎塑性岩石过程：
在钻压 W 作用下刀翼吃入地层；刃前岩石在扭转力 T的作用下 不断产生塑性流动 。
10
破碎塑脆性岩石的过程,
碰撞 → 压碎及小剪切 → 大剪切 。
一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
11
刮刀钻头制造工艺简单，成本低；
刮刀钻头适用于软地层，钻速快，每米钻进成本低；
刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜；
刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备；
刮刀钻头目前逐渐被 PDC钻头取代。
（ 三 ） 刮刀钻头的应用一,刮刀钻头 （ Drag Bit）
12
第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
13
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
14
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
钻头体
巴掌及牙轮轴
牙轮及牙齿
轴承
喷嘴
储油润滑密封系统
15a— 单锥； b,c— 复锥； 1— 主锥； 2— 副锥； 3— 背锥
a b c
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
1．牙轮及牙齿牙 轮,20CrMo合金钢锥体，锥面铣齿或镶装硬质合金齿，内腔有轴承跑道。
单 锥,主锥 +背锥,硬地层复 锥,主锥 +副锥 +背锥,软到中硬
16
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
1,牙轮及牙齿 （ Cone & tooth ）
（一）牙轮钻头结构铣齿 —— 在牙轮锥面上直接铣出，楔形。
镶齿 —— 镶装在牙轮锥面上的硬质合金齿，有多种齿形。
勺形齿,极软至中软地层楔形齿,软至中硬地层锥形齿,中硬地层尖卵形齿,硬地层球齿,硬至坚硬地层
17
◆ 结构组成,牙轮内腔、牙爪轴颈,轴承跑道,锁紧元件每个牙轮有大、中、小和止推 四付 轴承。
大、小轴承承受径向载荷；
中轴承用来锁紧和定位；
止推轴承承受轴向载荷。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
2,轴 承（ Bearing of Bit）
◆ 轴承分类：
按轴承副结构分,滚动轴承、滑动轴承根据轴承密封与否分：密封、非密封轴承滚动轴承有两种结构：滚柱 — 滚珠 — 滚柱 — 止推滚柱 — 滚珠 — 滑动 — 止推滑动轴承有两种结构：滑动 — 滚珠 — 滑动 — 止推滑动 — 卡簧 — 滑动 — 止推
18
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
2,轴 承（ Bearing of Bit）
19
3．储油密封压力补偿系统二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（一）牙轮钻头结构
20
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
4．喷嘴牙轮钻头一般安装 3~4 个喷嘴，直径
7~14mm。用卡簧固定在水眼内，并用 O形圈密封。
（一）牙轮钻头结构
● 标准型：距井底 110~140mm
● 中长喷嘴：比常规喷嘴长约 38mm
● 长喷嘴：距井底约 25mm
● 中心喷嘴
● 反喷嘴
● 空化喷嘴
● 脉冲喷嘴
21
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 1：非自洗无滑动布置特点：齿圈不嵌合不超顶不移轴适用地层：硬
22
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 2：自洗不移轴布置特点：齿圈相互嵌合超顶不移轴适用地层：中
23
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
5．牙轮的布置方案
（一）牙轮钻头结构方案 3：自洗移轴布置特点,齿圈相互嵌合超顶移轴适用地层：软
24
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
（ 1）钻头公转（顺时针，转速 Nb— rpm）
（ 2）牙轮自转（逆时针，转速 nc— rpm）,
（ 3）滑动 —— 轴向滑动、切向滑动
（ 4）纵向振动
25
c超顶距公转时自转时平衡时合速度副锥产生超顶效果
c
超顶和副锥引起周向滑动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
26
O’ a’
a’O’
a’O’
移轴引起径向滑动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
27
单、双齿交替着地引起纵向振动二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（二）牙轮钻头工作原理
1,牙轮钻头在井底的运动
28
二、牙轮钻头（ Roller Bit）二、牙轮钻头（ ）
（二）牙轮钻头工作原理
2,牙轮钻头的破岩机理
（ 1）冲击、压碎作用牙轮钻头工作时,牙轮滚动,单齿与双齿交替接触井底,使钻头产生纵向振动 。
钻头纵向振动产生的冲击载荷和钻压通过牙齿作用在岩石上,对井底岩石产生冲击压碎作用,形成体积破碎坑穴 。
（ 2） 滑动剪切作用牙轮钻头的超顶、复锥和移轴结构，使牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的滑动，剪切齿间岩石。
29
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（三）牙轮钻头磨损与分级
1,牙齿磨损铣齿：根据齿的磨损高度与原齿高之比划分磨损等级。
镶齿：根据甭碎和掉落的齿数与原有齿数之比划分磨损等级。
牙齿磨损代号 铣 齿 镶 齿
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
齿高磨掉 1/8
齿高磨掉 2/8
齿高磨掉 3/8
齿高磨掉 4/8
齿高磨掉 5/8
齿高磨掉 6/8
齿高磨掉 7/8
齿高全磨光
1/8的齿甭碎或掉落
2/8的齿甭碎或掉落
3/8的齿甭碎或掉落
4/8的齿甭碎或掉落
5/8的齿甭碎或掉落
6/8的齿甭碎或掉落
7/8的齿甭碎或掉落所有齿全甭碎或掉落
30
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
2,轴承磨损轴承磨损以钻头使用时间与轴承寿命（小时）之比分级。
轴承寿命由使用过的同类钻头的资料统计得到。
轴承磨损代号 磨损情况
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
轴承寿命已用掉 1/8
轴承寿命已用掉 2/8（轻度磨损）
轴承寿命已用掉 3/8
轴承寿命已用掉 4/8（中等磨损）
轴承寿命已用掉 5/8
轴承寿命已用掉 6/8（轴承晃动）
轴承寿命已用掉 7/8
轴承寿命已用完（轴承卡死或担子掉落）
（三）牙轮钻头磨损与分级
31
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
3,直径磨损原直径,I
直径磨小,O+直径磨小值（ in）
例如,T2— B4— I
T6— B6— O 1/2
（三）牙轮钻头磨损与分级
32
4,我国石油行业标准
（ 1）牙齿磨损四级,Y1,Y2,Y3,Y4
铣齿：磨掉高度与新齿高度之比镶齿：断、掉齿数与总齿数之比
（ 2）轴承磨损级别 密封轴承 普通轴承
Z1 密封完好，用手不易转动 转动灵活，轴承不旷
Z2 密封尚好，用手容易转动 转动灵活但旷，径 1~2mm，轴 <1mm
Z3 密封失效，径 2~3mm，轴 2~3mm 明显旷动，径向 >3mm，轴向 >2mm
Z4 牙轮掉或快要掉落 牙轮卡死，轴承完全不能用
（ 3）直径磨损代号,J”，在右下角用数字表示直径磨损的毫米数。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（三）牙轮钻头磨损与分级
33
系列代号：用数字 1~8表示钻头牙齿特征及适钻地层；
地层等级代号：用数字 1~4表示所钻地层再分为 4个等级；
钻头结构特征代号：用数字 1~9表示钻头结构特征，其中 1~7表示钻头轴承及保径特征；
附加结构特征代号：用英文字母表示钻头附加特征。
例如,341S—— 表示适用于中等研磨性或研磨性硬地层,4级、非密封滚动轴承、标准铣齿钻头。
537C—— 表示适用于低抗压强度的软到中硬,3级地层、滑动密封轴承保径、带中心喷嘴钻头。
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（四）牙轮钻头类型及选择
IADC编码 详见教材 P66-67.
34
二、牙轮钻头（ Roller Bit）
（五）牙轮钻头合理使用
1,从软到硬各种地层，都有相应钻头类型与之对应。使用时，应根据所钻地层性质合理选择钻头类型。
2,钻压在 1.36~2.7吨 /英寸范围内，钻速与所加钻压成正比。一般常用最佳范围,1.82~2.27吨 /英寸 。
3,增加转速，可提高钻速，但轴承和牙齿磨损加快。常用转速范围：
55rpm~110rpm。
4,在排量满足携带岩屑要求的前提下，尽可能提高泵压，以充分利用高压水射流的破岩作用，提高钻速。
35
第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
36
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
孕镶式表镶式
37
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（一）金刚石的物理机械性质正四面体晶体结构
优点,极高的硬度 （莫氏硬度 10）
极高抗压强度 （ 8800MPa）
极高的耐磨性 (钢的 9000倍）
缺 点：
① 脆性大，受冲击载荷易碎裂；
② 具有热敏性，在空气中约在 455~860℃ 出现石墨化。但在碳化钨或石墨中烧结时氧化速度可降低 50~90% 典型晶形金刚石 为碳在高温高压下形成的结晶体，
正四面体晶体结构。在单位晶胞中，碳原子位于四面体顶角及中心。每个碳原子与邻近四个碳原子形成四个共价键，结合力极强。
38
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。由钢体、胎体（冠部和保径部分）、水眼及水槽、金刚石切削刃等部分组成。
金刚石水眼水槽冠部保径钢体排屑槽胎体钢体接头金刚石胎体
39
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
1,钻头 冠部形状
a．双锥阶梯形； b．双锥形； c．,B”形； d．脊圈式,B”
形软到中硬地层内锥角 50~60°
外锥角 50~100 °
中到中硬地层内锥角 60~70°
外锥角 40~60 °
硬地层内锥角 >90°
硬 ~坚硬地层内锥角 >90°
40
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
2,水力结构常用水槽结构：
□ 逼压式
□ 辐射型
□ 辐射逼压式
□ 螺旋形
41
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 1）天然金刚石卡邦（ Carbon） —— 黑色金刚石，巴西及非洲，性能最好，最贵巴拉斯（ Ballas） —— 多晶金刚石，非洲产，性能及价格次于卡邦包尔兹（ Boartz） —— 硬度很高，但解理性强，有内裂纹和应力刚果金刚石 —— 硬度次于包尔兹，但产量高（ 60%），价格便宜目前使用最广泛的产品：热稳定聚晶，耐温 1200℃,有圆片、圆柱、立方体、三角聚晶等多种形状。
石墨
5000~10000MPa
1000~2000℃ 金刚石单晶金刚石聚晶高温高压下金属触媒
（ 2）人造金刚石聚晶
42
三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 3）金刚石粒度软地层,2粒 /克拉，粒径约 4mm左右中硬地层,3~4粒 /克拉，粒径约 3.6mm左右中硬到硬地层,5~8粒 /克拉，粒径约 2.5~2.9mm
硬到坚硬地层,10~15粒 /克拉，粒径约 2.0mm左右孕镶钻头,60~400粒 /克拉，粒径 1.2~0.6mm，硬至坚硬地层。
（ 4）出露高度软地层,1/3金刚石粒径中硬地层,1/3~1/5金刚石粒径硬地层,1/5~1/6金刚石粒径坚硬地层,1/6~1/10金刚石粒径
43
软地层硬地层坚硬地层三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
（二）金刚石钻头结构及设计
3,金刚石及布置
（ 5）金刚石布置
44
（三）金刚石钻头的破岩机理三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
◆ 在塑性地层中，如泥岩、泥质砂岩、石膏等，以切削作用破碎岩石，
类似于金属的切削过程。
◆ 在脆性地层中，如石英砂岩等，金刚石破碎岩石的特点主要表现为脆性体积破碎，岩屑尺寸约为金刚石出露部分的 2~4倍，破岩效率很高。
◆ 在坚硬岩石中，如燧石、硅质白云岩、硅质石灰岩等，一般用孕镶钻头钻进，金刚石以微切削、刻划方式破碎岩石，类似于砂轮磨。
45
（ 1）适用于硬的、研磨性地层，涡轮钻井，深井钻井、取心作业；
（ 2）钻头下井前，井底打捞干净，无金属等硬材料；
（ 3）开始钻进时，先用小钻压、低转速跑合，完成井底造型；
（ 4）钻进参数优选：合适钻压、高转速、大排量。
（四）金刚石钻头的正确使用三、金刚石钻头（ Diamond Bit）
46
第一节 钻 头一、刮刀钻头二、牙轮钻头 (重点 )
三、金刚石钻头四,PDC钻头 (重点 )
47胎体 PDC钻头 钢体 PDC钻头四,PDC钻头
Polycrystalline Diamond Compact Bit
48
四,PDC钻头
（一）聚晶金刚石复合片（ PDC）
1,结构及尺寸直径（ mm) 适用地层
24 极软
19 软
16 中
13 中硬
8 硬
49
四,PDC钻头
（一）聚晶金刚石复合片（ PDC）
2,物理机械性质
（ 1）极高的硬度（钢的 9~14倍，硬质合金的 3~5倍）；
（ 2）较高的抗压强度（钢的 3~4倍）；
（ 3）良好的自锐性（碳化钨基体比聚晶层 磨损速度 快）；
（ 4）抗冲击韧性比天然金刚石好，比硬质合金差。聚晶层经受冲击载荷作用易碎裂。尤其是新复合片刚开始接 触岩石，锋锐 边刃很容易碎裂。
（ 5） 对温度较敏感。 350℃ 左右，磨损速度显著加快； 700 ℃ 左右，
强度失效。
50
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
◆ 刮刀式在软地层中，吃入性能好，排屑能力强，清洗冷却效果好，不易泥包。
◆ 单齿式（散布式）
布齿区域大，布齿密度高，但排屑能力较差，容易泥包。适合于较硬地层。
◆ 组合式（混合式）
清洗、冷却和排屑能力较好，
布齿密度较高，吃入性能较好。
适合于中到中硬地层。
51
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
（ 1） 内锥（ Cone）
内锥的主要作用是抵抗钻头横向力，防止钻头横移，维持钻头稳定旋转。
一般地，软地层，内锥深一些；
硬地层，内锥浅一些。
（ 2） 冠顶（ Nose）
冠顶是钻头最先吃入地层的部位，而且总是最先接触地层的变化。
一般地，软地层，冠顶半径小一些，以提高钻头吃入地层的能力；而硬地层或软硬交错地层，冠顶半径大一些，以使切削齿受力较均匀，避免单齿受力过大而先期损坏。
1,钻头剖面形状
52
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
1,钻头剖面形状 （ 3） 外锥或侧翼（ Taper or Flank）
分直线和曲线两种。较硬地层，需要较多切削齿，外锥应长一些；较软地层，外锥可短一些。
（ 4） 肩部（ Shoulder）
肩部是从侧翼向保径过渡的部位。它是钻头冠部旋转半径最大的部位，磨损也就最严重，受冲击载荷最大。
（ 5）保径（ Gauge）：
60~100mm，金刚石,PDC
53
图 3-1 PDC钻头冠部剖面形状 IADC分类中 锥 型 平 底 型长 锥 型 浅 锥 型内锥 冠顶外锥肩部保径内锥 冠顶外锥肩部保径内锥 冠顶外锥肩部保径内锥冠顶肩部保径
PDC钻头剖面形状的 IADC分类四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
54
（ 1）布齿设计原则
井底覆盖良好；
内疏外密，各切削齿磨损均匀；
布齿密度随地层硬度增大而增大；
同一刀翼上各切削齿的安装互不干涉；
切削齿的布置和刀翼分布和有利于提高钻头的稳定性；
切削齿和刀翼的布置有利于提高水力清洗和冷却效果。
2,布齿设计四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
55
2,布齿设计四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
（ 2）布齿设计方法
① 等磨损布齿
② 同轨布齿
③ 变密度布齿轨道布齿的井底剖面
56
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
3,切削齿工作角设计后倾角,10~25° 侧转角,0~15°
后倾角较小，钻头吃入性能较好；
后倾角较大，钻头承受冲击载荷的能力较强；
目前多采用变后倾角设计；
对刀翼式钻头，侧转角没有太大意义。
57
四,PDC钻头
（二） PDC钻头结构设计
4,水力设计
（ 1）水力结构设计喷 嘴数量、位置、倾斜角度及方位、流道形状等。
（ 2）水力参数优化设计喷嘴直径、钻井泵工作参数、
钻头水力参数。
目前仍处于经验设计阶段。
喷嘴 — 开放式水槽结构
58
四,PDC钻头
（三） PDC钻头破岩机理
切削（剪切）破碎岩石。
软的塑性地层破碎过程：
连续切削，类似车刀切削金属的过程 。
硬的脆性地层破碎过程：
碰撞 → 压碎及小剪切 → 大剪切。
59
四,PDC钻头
（四） PDC钻头分类第一位字码 第二位字码 第三位字码 第四位字码钻头体材料 切削齿密度 切削齿尺寸 剖面形状
S— 钢体
M— 胎体
1— <30（ 1/2in）
2— 30~40 （ 1/2in）
3— 40~50 （ 1/2in）
4— >50
1— 24 mm
2— 19 mm
3— 13.3 mm
4— 8 mm
1— 平底
2— 短锥
3— 中锥
4— 长锥
60
四,PDC钻头
（五） PDC钻头的使用
1,PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错地层和砾石层。
2,与牙轮钻头相比,PDC钻头宜采用低钻压、高转速钻进。
3,钻头下井前，井底要清洁，无金属落物。新钻头钻进时，先用小钻压和低转速磨合井底，完成井底造型。
4,PDC钻头属于整体式钻头，无任何活动部件，适合高转速的涡轮钻井。
61
第二章 钻进工具第一节 钻头第二节 钻柱
62
第二节 钻柱一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计
63
（一）钻柱的作用
(1)提供钻井液流动通道；
(2)给钻头提供钻压；
(3)传递扭距；
(4)起下钻头；
(5)计量井深 。
(6)观察和了解井下情况；
(7) 特殊作业 （ 取芯,挤水泥,打捞等 ） ；
(8)钻杆测试 ( Drill-Stem Testing),又称中途测试 。
一、钻柱的作用与组成
64
1,方钻杆 (Square Kelly)
2,钻杆 (Drill Pipe)
3,钻铤 (Drill Collar)
4,其它组件：
（ 1）稳定器 (Stabilizer)
（ 2）接头 (Joint)：包括配合接头和保护接头
（ 3）井下工具包括减震器、震击器、扩眼器、键槽破坏器一、钻柱的作用与组成
（二）钻柱组成
65
1、方钻杆类 型,四方形、六方形特 点,壁厚较大，强度较高主要作用,传递扭矩和承受钻柱的全部重量。
常用尺寸,89mm(3.5英寸 ),108mm (4.5英寸 ),133.4mm (5.5英寸 )。
2、钻杆作用,传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱。
结构,管体 +接头一、钻柱的作用与组成常用钻杆规范（内径、外径、壁厚、线密度等）见表 2-12
壁厚,9～ 11mm
66
钢级与强度接头及丝扣
钻杆接头特点,壁厚较大,外径较大,强度较高 。
丝扣连接条件,尺寸相等,扣型相同,公母相配 。
钻杆接头类型,内平 （ IF）,贯眼 （ FH）,正规 （ REG） ； NC系列钻 杆 钢 级物 理 性 能
D E 95 （ X ） 105 （ G ） 135 （ S ）
MPa 379.21 517.11 655.00 723.95 930.70最小屈服强度 lb/in 2 55000 75000 95000 105000 135000
MPa 586.05 723.95 861.85 930.79 11 37,6 4最大屈服强度 lb/in 2 85000 105000 125000 135000 165000
MPa 655.00 689.48 723.95 792.90 999.74最小抗拉强度 lb/in 2 95000 100000 105000 115000 145000
一、钻柱的作用与组成
2、钻杆
67
内平式,主要用于外加厚钻杆。其特点是钻杆通体内径相同，
钻井液流动阻力小；但外径较大，
容易磨损。
贯眼式,主要用于内加厚钻杆。其特点是钻杆有两个内径，
钻井液流动阻力大于内平式，但其外径小于内平式。
正规式,主要用于内加厚钻杆及钻头、打捞工具。其特点是接头内径?加厚处 内径?管体内径，
钻井液流动阻力大，但外径最小，
强度较大。
三种类型接头均采用 V型螺纹，
但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。
一、钻柱的作用与组成
68
NC型系列接头
NC23,NC26,NC31,NC35,NC38,NC40,NC44,NC46,NC50，
NC56,NC61,NC70,NC77
NC— National Coarse Thread，（美国）国家标准粗牙螺纹。
数字,xx”— 表示基面丝扣节圆直径，用英寸表示的前两位数字乘以 10。
如,NC26表示的节圆直径为 2.668英寸。
NC螺纹也为 V型螺纹,表 2-17所列的几种 NC型接头与旧 API标准接头有相同的节圆直径、锥度、螺距和螺纹长度，可以互换使用 。
表 2-17 可以互换使用的接头数字型接头
NC26 NC31 NC38 NC40 NC46 NC50
旧 A P I 接头
2
83
IF 2
87
IF 3
21
IF 4 IF 4 FH 4
21
IF
－－－第五次课－－－
一、钻柱的作用与组成
69
3,钻铤
结构特点,管体两端直接车制丝扣，无专门接头；壁厚大
(38-53毫米），重量大，刚度大。
主要作用,(1)给钻头施加钻压 ;
(2)保证压缩应力条件下的必要强度 ;
(3)减轻钻头的振动,摆动和跳动等,使钻头工作平稳；
(4)控制井斜 。
类 型,光钻铤、螺旋钻铤、方钻铤。
常用尺寸,6-1/4〃,7〃,8〃,9〃,10〃,11〃
一、钻柱的作用与组成
70
4.稳定器类型,刚性稳定器、不转动橡胶套稳定器、滚轮稳定器 。
作用,1）防斜； 2）控制井眼轨迹 。
一、钻柱的作用与组成
71
5.减震器减震器种类很多，有弹簧减震器、橡胶减震器、钢丝减震器、液体减震器及气垫式减震器等。
在下部组合或钻杆柱中还可安装随钻震击器，随钻测量（ＭＷＤ）
工具，钻柱测试工具和打捞篮、扩眼器等特殊工具进行随钻测量、地层测试、打捞、扩眼等特殊作业。
一、钻柱的作用与组成
72
一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计第二节 钻柱
73
二、钻柱的工作状态及受力
（一）钻柱的工作状态
1,起下钻工况下
（ 1）悬挂状态 —— 悬吊、坐挂或坐卡在转盘上
（ 2）上提或下放运动状态在直井中，井下钻柱处于垂直拉伸状态；
在斜井中，井下钻柱随井眼倾斜和弯曲，躺在下井壁。
2,中途测试和挤水泥工况下顶部座挂在转盘上，下部封隔器密封。
中途测试时，测试工具是关闭的，钻柱内一般无钻井液。
井下钻柱处于拉伸状态，并受外挤力或内压力。
74
二、钻柱的工作状态及受力
（一）钻柱的工作状态
3,正常钻进工况下钻柱上部受拉，下部受压弯曲，在扭矩作用下旋转。
（ 2）旋转运动形式
自转 —— 磨损均匀，在弯曲井段受交变弯曲应力
公转 —— 偏磨，产生离心力
自转 +公转
振动 —— 纵振、扭振、横振，产生交变应力
（ 1）下部受压钻柱（钻铤）的弯曲原因：钻压使下部钻柱受轴向压力的作用。
Lubinski 最早提出钻柱弯曲的理论。
75
二、钻柱的工作状态及受力
（二）钻柱受力分析
（ 1）自重：
F
qp,Lp
qc,Lc
ccpp LqLqF0
sdB /)( ccpp LqLqF
（ 2）浮力：
浮重, 01 FKLqLqF Bccpp
s
d
m
（ 5）速度变化引起的动载荷
（ 3）钻压作用, WLqLqKF
ccppBw
W
（ 4）循环压降引起的附加拉力
（ 6）起下钻的摩阻
1,轴向力
76
二、钻柱的工作状态及受力
（二）钻柱受力分析
2,扭矩转盘钻井承受旋转扭矩，井口处最大；
井下动力钻井承受反扭矩，井底接动力钻具处最大；
在斜井眼和水平井眼中，摩擦扭矩。
3,弯曲应力
4,离心力
5,外挤压力
6,交变的轴向应力、扭剪应力、弯曲应力
7,内压力（挤水泥时）
77
Wc o sLqK NcB
二、钻柱的工作状态及受力
（三）钻柱的中性点 （ Neutral Point ）
当钻柱受到浮重和钻压的作用时，必然存在一个轴向力等于零的点,
称该点为中性点。
0 拉力压力 mF
qp
qc
N中性截面
NL
WF
WW
W
重要意义
1）设计钻柱时要确保中性点始终落 在钻铤上。
2）指导松扣、造扣等。
3）中性点附近钻柱受交变应力，容易疲劳。
78
一、钻柱的作用与组成二、钻柱的工作 状态与受力分析三、钻柱设计第二节 钻柱
79
◆ 设计原则：
（ 1） 满足强度 （ 抗拉,抗挤强度等 ） 要求,证钻柱安全工作；
（ 2） 尽量减轻整个钻柱的重力,以便在有限的钻机承载能力下钻更深的井 。
三、钻柱设计
◆ 设计内容：
（ 1）尺寸选择
（ 2）钻铤柱长度计算
（ 3）钻杆柱强度设计及校核。
80
（一）钻柱尺寸选择
1,依据,
（ 1）钻机的提升能力；
（ 2）井眼尺寸；
（ 3）工艺要求（防斜等）；
（ 4）供货情况。
三、钻柱设计钻头直径
mm(in)
钻铤外径
mm(in)
钻杆外径
mm （ in ）
方钻杆方宽
mm(in)
>299(11 43 ) 203(8) 168(6 85 ) 152(6)
248~299(9 43 ~11 43 ) 178 ~203(7~ 8) 140(5 21 ) 1 33,152(5 41,6)
197~248(7 43 ~9 43 ) 152 ~178(6~ 7) 114,127(4 21,5) 108,133(4 21,5 41 )
146~216(5 43 ~8 21 ) 146(5 43 ) 89(3 21 ) 89,108(3 21,4 41 )
2,经验配合关系
81
（ 二 ） 钻铤长度的确定
m a xco s WSKLq NBcc
三、钻柱设计式中,— 钻铤长度,m；
— 设计的最大钻压,kN；
— 安全系数，考虑附加力（动载、井壁摩擦力等），
防止中性点移动到 较弱的钻杆上，一般取 =1.15 ～ 1.25；
— 每米钻铤在空气中的重力,kN/m；
— 浮力系数；
— 井斜角，直井时,=0° 。
cL
maxW
NS
cq
BK
浮重原则：钻铤的浮重不能小于钻压 。 即保持中性点始终处在钻铤上,以确保在最大钻压时钻杆不承受压缩载荷 。
82
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计钻杆柱受到的主要作用力 —— 轴向拉力
1,强度条件轴向拉力 ≤ 钻杆强度允许的轴向拉力
OR,轴向静拉力 × 附加系数 ≤ 强度允许的安全拉力轴向静拉力 + 拉力余量 ≤ 强度允许的安全拉力
Ft
（ 1）轴向静拉力 Ft
B
m
k ckckpj
i
j jpiiti
KqLqLqLF )(
1
1
1
（ 2）强度允许的安全拉力 Fp
pyyyp AFFF?1090,,,
轴向静拉力 ≤ 最大安全静拉力
83
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计
1,强度条件
（ 3）拉力余量和附加系数
拉力余量,MOP=200~500 kN
安全系数,St = 1.3 （考虑动载及摩擦力）
设计系数,（考虑卡瓦挤压的允许比值）ty
（ 4）最大安全静拉力 Fa
M OPFF
FF
SFF
pa
typa
tpa
)(
/
84
2.设计方法及步骤
aBccp FKqLLq )(
p
ccBa
q
qLKFL
m a x
三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计强度条件：
最大允许下深：
（ 1）单一钻杆柱设计
（ 2）复合钻杆柱设计
Ft
第一步：选择钻杆的壁厚和钢级第二步：计算钻杆的许用长度从紧靠钻铤的钻杆段开始，逐段向上设计。
85
（ 1）抗外挤强度校核
（ 2）抗扭强度校核
（ 3）抗内压强度校核三、钻柱设计
（三）钻杆柱强度设计
3,其它强度校核
86
（四）典型钻柱的设计举例
1.设计参数
① 井深,5000m;
② 井径,215.9mm(8-1/2in);
③ 钻井液密度,1.2g/cm3;
④ 钻压,180kN;
⑤ 井斜角,3° ;
⑥ 拉力余量,200kN(本例假设 );
⑦ 卡瓦长度,406.4mm;
⑧ 安全系数,1.30(本例假设 )。
三、钻柱设计
87
计算得,=180× 1.18/1.35× 0.85× cos3° =185(m)
按每米钻铤 10m计，需用 19根钻铤,总长 190m。
① 选用外径 158.75mm(6-1/4in)、内径 57.15mm,qc=1.35kN/m的 钻铤
② 计算钻铤长度,
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻铤柱设计,
)co s(m a x?BcNc KqSWL?
式中,─最大钻压,180 kN;
─安全系数,取 =1.18;
─每米钻铤在空气中的重力,1.35 kN/m；
─浮力系数,计算得 =0.85;
─井斜角,=3° 。
maxW
NS
cq
cL
BK
88
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻杆柱强度设计,
① 选用外径 127mm、内径 108.6mm，每米重 284.69N/m,E级新钻杆，最小抗拉载荷 =1760KN。
② 最大长度计算,
最大安全静拉载荷为,
=0.9× 1760/1.30=1218.46(kN)
=0.9× 1760/1.42=1115.49(kN)
=0.9× 1760-200=1384(kN)
（ 1）选择第一段钻杆（接钻铤 ）
tya SFF 9.01?
tyya FF9.01?
M O PFF ya 9.01
第一段钻杆的许用长度为：
1111 pccpa qLqKqFL
=1115.49/284.69× 10-3× 0.856-190× 1.35/284.69× 10-3=3675(m)
89
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
2,钻杆柱强度设计,
（ 2）选择第二段钻杆
① 选用外径 127mm,内径 108.6mm，每米重 284.69N/m,X-95级新钻杆，
最小抗拉载荷为 =2229.71 kN。
② 最大长度计算,
最大安全静拉载荷计算如下,
=0.9× 2229.71/1.30=1543.645(kN)
=0.9× 2229.71/1.42=1413.196(kN)
=0.9× 2229.71-200=1806.739(kN)
第二段钻杆的最大允许长度为：
2aF
2aF
2aF
211222 pppccBpa qLqLqKqFL
=1413.196/287.69× 10-3× 0.856-1.35× 190+284.69× 10-3× 3675/284.69× 10-3
=1221(m)
90
3.钻柱组合设计结果规 范 长度 ( m ) 在空气中重 ( k N ) 在钻井液中重 ( k N )
钻铤：外径 1 5 8,75 mm,内径 5 7,1 5 m m,
线重 1,3 5 k N,m
1 9 0 2 5 6,5 0 2 1 8
第一段钻杆外径 1 2 7 mm
内径 1 0 8,6 0
线重 2 8 4,6 9 N / m E 级
3 6 7 5 1 0 4 6,6 0 8 9 5,9 0
第二段钻杆外径 1 2 7 mm
内径 1 0 8,6 0
线重 2 8 4,6 9 N / m X - 95 级
1 1 3 5 3 2 3,2 0 2 7 6,7 0
合 计 5 0 0 0 1 6 2 6,2 0 1 3 9 0,6 0
三、钻柱设计
（四）典型钻柱的设计举例
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课后作业题：
1,教材 P98页第 7题
2,教材 P99页 第 14题、第 32题,第 34题。
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本章主要内容小结第一节 钻头钻头的分类及工作原理钻头的选型及分类方法钻头的合理使用第二节 钻柱钻柱的组成及功用钻柱的工作状态及受力分析钻柱设计
