鑽柱

鑽柱是鑽頭以上，水龍頭以下的鋼管柱的總稱。其主體包括方鑽桿，鑽桿，鑽鋌，各種連線接頭及穩定器等井下工具。是快速優質鑽井的重要工具，它是連通地面與地下的樞紐。

基本介紹

• 中文名：鑽柱
• 外文名：drillstring
• 組成：方鑽桿、鑽桿、鑽鋌、接頭
• 類別：鑽井工具

結構

在旋轉鑽井中，鑽柱包括水龍頭以下所連線的整個系統的鑽具。它由方鑽桿、鑽桿、鑽鋌、接頭、穩定器等部件組成。方鑽桿的作用是將地面轉盤的功率傳遞給鑽桿，以帶動鑽頭旋轉。鑽桿的作用是將地面所發出的功率傳遞給鑽頭，並靠鑽桿的逐漸加長使井眼不斷加深，鑽鋌位於鑽桿的下面，直接與鑽頭（或井底動力機）連線，依靠其本身的重量進行加壓，靠它和穩定器的各種組合來控制井眼的斜度，鑽柱的各個不同組成部分的相互連線）是藉助鑽桿接頭或配合接頭來實現的。

各部件間均由接頭(鑽桿接頭或配合接頭)以絲扣形式連線。鑽柱下端連線鑽頭或井底動力機。地面的動力和扭矩通過鑽柱傳遞給鑽頭，鑽井液亦可通過鑽柱內部輸送到井底，以進行洗井和鑽進。

某些特殊作業(如打撈、擠水泥、地層測試等)，還可通過鑽柱連線有關工具下入井內來完成。鑽柱絲扣連線方式分正扣連線和反扣連線兩種。

受力情況

轉盤鑽井時，鑽柱的受力是比較複雜的。但所有這些載荷就性質來講可分為不變的和交變的兩大類。屬於不變應力的有拉應力、壓應力和剪應力；而屬於交變應力的有彎曲應力，扭轉振動所引起的剪應力以及縱向振動作用所產生的拉應力和壓應力。在整個鑽柱長度內，載荷作用的特點是在井口處主要是不變載荷的影響，而靠近井底處主要是交變負荷的影響。這種交變載荷的作用正是鑽柱疲勞破壞的主要原因。

鑽柱受力嚴重部位是：
（1）鑽進時鑽柱的下部受力最為嚴重。固為鑽柱同時受到軸向壓力、扭矩和彎曲力矩的作用，更為嚴重的是自轉時存在著劇烈的交變應力循環，以及鑽頭突然遇阻遇卡，會使鑽柱受到的扭矩大大增加。
（2）鑽進時和起下鑽時，井口處鑽柱受力複雜。起下鑽時井口處鑽柱受到最大拉力，如果起下鑽時猛提、猛剎，會使井口處鑽柱受到的軸向拉力大大增加。鑽進時，井口處鑽柱所受拉力和扭力都最大，受力情況也比較嚴重。
（3）由於地層岩性變化、鑽頭的衝擊和縱向振動等因素的存在，使得鑽壓不均勻，因而使中和點位置上下移動。這樣，在中和點附近的鑽柱就受到交變載荷作用。

作用

鑽柱是快速優質鑽井的重要工具，它是連通地面與地下的樞紐。在轉盤鑽井時是靠它來傳遞破碎岩石所需的能量，給井底施加鑽壓，以及向井內輸送洗井液等。在井下動力鑽井時，井底動力機是用鑽柱送到井底並靠它承受反扭矩，同時渦輪鑽具和螺桿鑽具所需的液體能量也是通過鑽柱輸送到井底的。

在鑽井過程中，鑽頭的工作、井眼的狀況、甚至井下地層的各種變化，往往是通過鑽柱及各種儀表才能反映到地面上來。合理的鑽井技術參數及其他技術措施，也只能在正確使用鑽柱的條件下才能實現。除正常鑽進外，鑽井過程中的其他各種作業，如取心、處理井下複雜情況、地層測試、擠水泥、打撈落物等都是依靠鑽柱進行的。