ICS : 75. 020 E 13
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T 249562010
石油天然气工业
钻柱设计和操作限度的推荐作法 Recommended practice for petroleum and natural gas industries-
Drill stem design and operating limits
2010-08-09 发布
2010-12-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 24956—2010
目 次
前言 1 范围 2 参考文献 3 术语和定义 4 钻杆和钻杆接头的性能 5 钻链的性能· 6 方钻杆的性能· 7 设计计算 8 与井斜有关的限度 9 与浮式钻井船有关的限度 10 钻柱腐蚀与硫化物应力开裂 11 钻杆的压缩使用限度（见附录A.14和A.15） 12 特殊使用问题·· 13 钻柱的鉴定、检查和分级 14 特殊处理· 15 钻杆的动载荷·. 16牙轮钻头尺寸和上紧扭矩的分类.. 附录A（规范性附录）强度和设计公式附录B（资料性附录）参考资料
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37 37 56 62 69 72 77
119 124 147 147 147 153 :175 177 178
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附录NA（资料性附录）标准第2章引用标准国内采标情况附录NB（资料性附录）英制单位与我国法定计量单位的换算关系图1NC26接头的抗扭强度和上紧扭矩· 图 22%OH接头的抗扭强度和上紧扭矩图3 23%WD 接头的抗扭强度和上紧扭矩图 4 2SLH90 接头的抗扭强度和上紧扭矩图 5 2弱PAC接头的抗扭强度和上紧扭矩图 6 NC31接头的抗扭强度和上紧扭矩图 7 2张SIH90接头的抗扭强度和上紧扭矩图 8 2≤WO接头的抗扭强度和上紧扭矩图 9 2%OH接头的抗扭强度和上紧扭矩
25 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 32 33 33 1
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图 10 2%PAC接头的抗扭强度和上紧扭矩图 11 NC38接头的抗扭强度和上紧扭矩图 12 3SLH90接头的抗扭强度和上紧扭矩图 13 3%FH接头的抗扭强度和上紧扭矩图 14 30H 接头的抗扭强度和上紧扭矩图 15 3PAC接头的抗扭强度和上紧扭矩图 16 3XH接头的抗扭强度和上紧扭矩图17 NC40接头的抗扭强度和土紧扭矩图 18 4inH90接头的抗扭强度和上紧扭矩
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GB/T 24956—2010
图 19 4inOH接头的抗扭强度和上紧扭矩· 图 20 NC46接头的抗扭强度和上紧扭矩图 21 4么FH接头的抗扭强度和上紧扭矩图 22 4H90接头的抗扭强度和上紧扭矩图 23 4%OH接头（标准重量）的抗扭强度和上紧扭矩图 24 NC50接头的抗扭强度和上紧扭矩图 25 5 34 34 35 35 36 .36 :37 46 47 48 49 50 51 52 55 55 61 65 66 67 68 68 70 71 71 72 77 78 79 79 80 80 81 81 82 82 .. 83 83 ** 84
电电心
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图 63 产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）图 64 产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷(近似) 图 65 产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷(近似) 图 66 产生正弦屈曲时的临界轴向压缩载荷（近似）图 67a 弯曲应力和疲劳极限图 67b 侧向接触力和接触长度图 68a 弯曲应力和疲劳极限图 68b 侧向接触力和接触长度图 69a 弯曲应力和疲劳极限图 69b 侧向接触力和接触长度图 70a 弯曲应力和疲劳极限图 70b 侧向接触力和接触长度图 71a 弯曲应力和疲劳极限图 71b 侧向接触力和接触长度图 72a 弯曲应力和疲劳极限图 72b 侧向接触力和接触长度图 73a 弯曲应力和疲劳极限· 图 73b 侧向接触力和接触长度图74a 弯曲应力和疲劳极限图74b 侧向接触力和接触长度图 75 考虑钻杆接头外径差的井眼曲率调整系数图 76 无腐蚀条件下API钻杆的中等疲劳极限图77 无腐蚀条件下API钻杆的最小疲劳极限图 78a 高曲率下的弯曲应力图 78b 侧向接触力和长度· 图 79a 高曲率下的弯曲应力· 图 79b 侧向接触力和长度图 80a 高曲率下的弯曲应力图 80b 侧向接触力和接触长度图 81 双轴屈服应力椭圆或最大剪切应变能量图图 82 钻杆接头上的钻杆标识图 83 用于进行钻杆标识的铣槽推荐作法图 84 检查标准中所包括长度的说明图 85 钻杆和钻杆接头颜色代码识别图 86 钳位和基准标记位置图 87 钻链吊卡图88 钻的吊卡槽和解卡槽图 89 钻链的磨损图 90 改进的外螺纹接头应力释放槽图A.1 钻杆的偏心孔截面图 A.2 旋转台肩连接图 A,3a 施加上紧扭矩后拉伸图 A.3b 拉伸后施加扭矩图 A.3c 施加上紧扭矩后拉伸
87 87 88 88 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 111 112 113 114 115 116 117 118 124 125 127 129 141 142 143 143 145 146 153 158 .159 159 161
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Ⅲ
GB/T 24956--2010
图A.3d拉伸后施加上紧扭矩图 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图 A.5 屈曲载荷与井眼曲率的关系图 A.6 屈曲载荷与井眼曲率的关系图 A.7 屈曲载荷与井眼曲率的关系表1 新钻杆尺寸数据表 2 新钻杆的抗扭强度和抗拉强度数据表3 新钻杆的抗挤强度和抗内压强度数据表4 API一级钻杆的抗扭强度和抗拉强度数据表5 API一级钻杆的抗挤强度和抗内压强度数据表6 API二级钻杆的抗扭强度和抗拉强度数据表7 API二级钻杆的抗挤强度和抗内压强度数据表 8 新钻杆接头和新钢级E75钻杆的机械性能表 9 新钻杆接头和新高强度钻杆的机械性能表10 基于内螺纹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·· 表11 浮力系数· 表12 旋转台肩连接互换表· 表13 钻链重量（钢）表14 钻链旋肩式接头推荐上紧扭矩· 表15 方钻杆强度··· 表16 产生最大磨损宽度时方钻杆和方补心之间的接触角 .. 表17 重新加工方钻杆的长度表18 典型钻柱设计算例最终钻柱组成表 19 截面模数值…· 表 20 钻井液类型对摩擦系数的影响· 表21 不同钻井液密度的修正表 22 防止钻杆发生屈曲的井眼曲率表 23 Youngstown钢材测试结果·.· 表24 受压钻杆的疲劳极限表 25 图77中所用到的数据· 表 26 钻杆钢级代号及钻杆接头生产厂家代号表27 钻杆重量代码表 28 旧钻杆的分级标准表 29 油管柱的分级标准表30 新、一级（旧）、二级（旧)钻杆在最小屈服张强度下的钩载表31 新、一级（旧）、二级（旧)油管柱在最小届服强度下的钩载表32· 钻链槽和吊卡孔的尺寸表33 NC50轴对称螺纹最后啮合齿根处的最大应力· 表 34 IADC牙轮钻头分类表·. 表 35 IADC钻头分类代码的第4位代码· 表 36 牙轮钻头上紧扣扭矩范围推荐值表 37 金刚石钻头上最小上紧扭矩推荐值表38 常规牙轮钻头尺寸表 39 常规固定切削齿钻头尺寸 Iv
161 163 167 168 169
8
10 10 11 12 14 17 23 23 38 39 53 54 56 60 62 78 89 89 109 109 110 126 127 128 130 131 136 144 146 148 150 . 150 151 152 152
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* GB/T 24956-—2010
前言
本标准等同采用 API RP 7G:1998 第 16 版 Recommended Practice for Drill Stem Design and QperatingLimits(1998年12月1甘生效，2000年5月勘误）《钻柱设计和操作限度的推荐作法》，包括其修正案1：2003。
本标准等同翻译APIRP7G：1998第16版。 为便于实际使用，本标做了下列编辑性修改：
“本推荐作法”一词改为“本标准”； -删除特别通告、API前言和16.8等资料性概述要素；图、表依据GB/T1.1-2000的规定排列； -将国际标准中公式所要解释的符号“一"按国标GB/T1.1的要求改为对纳人正文的国际标准的技术勘误和修正案内容在正文的页边空白处用垂直双线（）进行了标识；按GB/T 20000.2的要求,在附录 B后增加了附录 NA参考标准的采标情况;增加了附录 NB 英制单位与我国法定计量单位的换算。
本标准的附录 A为规范性的附录,附录 B、NA、NB为资料性的附录。 本标准由中国石油天然气集团公司提出。 本标准由全国石油天然气标准化技术委员会归口。 本标雅起草单位：新疆石油管理局钻井工艺研究院。 本标准主要起草人：陈若铭、刘灵、王劳、谭国琼、宋彬、费维新。
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GB/T 249562010
API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、运输或排放类似源材料、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。
И 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
1范围 1. 1覆盖范围
本标推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章节覆盖范围
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查步骤，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 B)。 API RP 5C1套管、油管的维护和使用推荐作法 API Bull 5C3套管、油管、钻杆和管线管性能的公式和计算 API Spec 7旋转钻井钻柱组件的规格 API RP 7A1旋转台肩连接螺纹脂捡验推荐作法 API RP-13B-1水基钻井液现场测试标准程序推荐作法 API RP 13B-2油基钻井液现场测试标准程序推荐作法 ASTM1)D3370取水样的标准作法 NACE2> MR0175 油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料以上标推国内来标情况见附录 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 strength 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项端外的
内螺纹接头的抗弯截面模数的比值。 3. 2
倒角直径 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。
1）美国测试材料协会(地址：:100 Barr Harbor Drive,West Conshocken,Pennsylvania 19428) 2）美国国家防魔工程师协会（P.O.Box218340,Houston，Texas77218-8340)
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