螺杆钻具详细介绍.ppt

1、一、螺杆钻具的结构与工作原理2022/10/27（1 1）提高钻速，缩短周期，降低成本。）提高钻速，缩短周期，降低成本。（2 2）减少钻杆磨损和动力传递损耗。）减少钻杆磨损和动力传递损耗。（3 3）准确造斜、定向、纠偏，提高工程质量。）准确造斜、定向、纠偏，提高工程质量。（4 4）用于水平井、丛式井，提高钻井的经济效益。）用于水平井、丛式井，提高钻井的经济效益。（5 5）复合直井钻进，减少起下钻次数。）复合直井钻进，减少起下钻次数。（6 6）缩短钻井周期，抑制对油气层的污染。）缩短钻井周期，抑制对油气层的污染。1 1、使用、使用螺杆钻具螺杆钻具的优点：的优点：2 2、螺杆钻具的工作原理及组成：

2、螺杆钻具的工作原理及组成：莫莫莫莫锘原理的容积式井下锘原理的容积式井下锘原理的容积式井下锘原理的容积式井下动力钻具。动力钻具。动力钻具。动力钻具。将泥浆液体压力能转化将泥浆液体压力能转化将泥浆液体压力能转化将泥浆液体压力能转化成机械能。成机械能。成机械能。成机械能。高压泥浆流高压泥浆流高压泥浆流高压泥浆流经旁通阀进经旁通阀进经旁通阀进经旁通阀进入马达，驱动转子绕定入马达，驱动转子绕定入马达，驱动转子绕定入马达，驱动转子绕定子轴线旋转，马达产生子轴线旋转，马达产生子轴线旋转，马达产生子轴线旋转，马达产生的扭矩和转速通过万向的扭矩和转速通过万向的扭矩和转速通过万向的扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递

3、给钻头，轴和传动轴传递给钻头，轴和传动轴传递给钻头，轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。从而实现钻井作业。从而实现钻井作业。从而实现钻井作业。(1)(1)旁通阀总成：旁通阀总成：作用：旁通阀的闭合与开启控制马达的作用：旁通阀的闭合与开启控制马达的 启动与停止。启动与停止。旁通阀总成装配旁通阀总成装配(2)(2)马达总成：马达总成：作用作用:转子在压力泥浆的转子在压力泥浆的驱动下，绕定子轴线旋转，驱动下，绕定子轴线旋转，完成液体压力能向机械能完成液体压力能向机械能的转化，为钻头提供动力。的转化，为钻头提供动力。马达总成装配马达总成装配(3)(3)万向轴总成：万向轴总成：作用作用:将转子的偏心

4、运将转子的偏心运 动转化成传动轴动转化成传动轴 的定轴运动。的定轴运动。万向轴总成装配万向轴总成装配(4)传动轴总成：传动轴总成：作用作用：将马达产生的将马达产生的 扭矩与转速传扭矩与转速传 递给钻头。递给钻头。径向轴承径向轴承离井底推力轴承坐井底推力轴承传动轴总成装配螺杆钻具整机螺杆钻具整机(1)(1)、常规螺杆钻具常规螺杆钻具(2)(2)、中空防掉中空防掉、可调螺可调螺杆钻具杆钻具(3)(3)、中空防掉、可调、中空防掉、可调、可换扶正器螺杆钻具可换扶正器螺杆钻具二、螺杆钻具的选择及 使用中应注意的问题2022/10/27(一一)、螺杆钻具型号的选择、螺杆钻具型号的选择1、常规井眼选择范围(

5、表示最佳选择)2、选择的原则(1)(1)、安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做到大马拉小车的原则，以确保安全性。如到大马拉小车的原则，以确保安全性。如到大马拉小车的原则，以确保安全性。如到大马拉小车的原则，以确保安全性。如12121 1/4 4井眼中，可供选择的钻具有井眼中，可供选择的钻具有井眼中，可供选择的钻具有

6、井眼中，可供选择的钻具有LZ197LZ197LZ197LZ197、LZ203LZ203LZ203LZ203、LZ210LZ210LZ210LZ210、LZ244LZ244LZ244LZ244、其中其中其中其中LZ197LZ197LZ197LZ197为最差选择。为最差选择。为最差选择。为最差选择。(2)(2)、输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条件不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件不变的情况下，钻具

7、的输出扭矩越大为优选条件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如8 81 1/2 2井眼中，同为井眼中，同为井眼中，同为井眼中，同为5 5 5 5LZ165LZ165LZ165LZ165钻具应选择多级大扭矩钻具。钻具应选择多级大扭矩钻具。钻具应选择多级大扭矩钻具。钻具应选择多级大扭矩钻具。(3)(3)、排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，其输出转速与排量成正比，在同一排量

8、下，应选其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马达发挥至最佳状态。达发挥至最佳状态。达发挥至最佳状态。达发挥至最佳状态。如如如如12121 1/4 4井眼中，排量为井眼中，排量为井眼中，排量为井眼中，排量为42424242L/SL/SL/SL/S时，钻具相应的转速情况时，钻具相应的转速情况时，钻具相应的转速情况时，钻具相应的转速情况以及钻具所处

9、的状态：以及钻具所处的状态：以及钻具所处的状态：以及钻具所处的状态：(4)(4)、考虑适合钻井施工工艺的原则：、考虑适合钻井施工工艺的原则：1 1以追求最大造效率为目的，以小钻具为以追求最大造效率为目的，以小钻具为优选。如优选。如5 51 1/2 2套管中为追求最大造斜率，套管中为追求最大造斜率，以确保钻具顺利下入套管中，以小尺寸为优以确保钻具顺利下入套管中，以小尺寸为优选条件。选条件。2 2以入井安全性和井中环空以及适应合适以入井安全性和井中环空以及适应合适打捞工具的原则。打捞工具的原则。(5)(5)、提高钻具使用寿命的原则：、提高钻具使用寿命的原则：即钻具在使用过程中，应始终处于本身的最即

10、钻具在使用过程中，应始终处于本身的最佳使用状态的工程中，而不能超负荷运转，佳使用状态的工程中，而不能超负荷运转，比如在钻头需要比如在钻头需要比如在钻头需要比如在钻头需要180180rpmrpm的情况下，下列的情况下，下列的情况下，下列的情况下，下列在同一外径规格、不同马达头数的钻具在同一外径规格、不同马达头数的钻具在同一外径规格、不同马达头数的钻具在同一外径规格、不同马达头数的钻具的寿命情况：的寿命情况：的寿命情况：的寿命情况：对系统压力有直接影响泥浆比重和粘度(二二)、对泥浆的要求：、对泥浆的要求：对常规螺杆 性能影响不大对中空螺杆性能有直接影响推荐泥浆最大塑性粘度不超过50厘泊泥浆中有芳香

11、烃泥浆中 含砂量对定子橡胶产生气蚀影响螺杆的使用寿命推荐含烃低于2苯胺点高于75推荐含砂小于1钻头的水眼 (三三三三)、合理配用钻头及水眼：、合理配用钻头及水眼：、合理配用钻头及水眼：、合理配用钻头及水眼：配用的钻头PDC钻头与7Y型螺杆钻具完全匹配，尤其是在周期较长的直井钻进中牙轮钻头也可使用，此时牙轮钻头齿部硬度可比用一般传统转盘钻选硬一个等级过大：螺杆承受钻压的能力下降 轴承得不到良好的润滑与冷却过小：达到额定泵压时，排量可能过小，马达不易发挥出最大效能。达到额定排量时，系统压力增高，影响轴承寿命注意：在井口测试螺杆时注意：在井口测试螺杆时,如果没有接钻头如果没有接钻头,测试时间以测试时

12、间以不超过一分钟为宜不超过一分钟为宜,以免轴承得不到良好润滑而提前损坏。以免轴承得不到良好润滑而提前损坏。(四四四四)、均匀混合堵漏材料（、均匀混合堵漏材料（、均匀混合堵漏材料（、均匀混合堵漏材料（LCMLCMLCMLCM）：当当当当发发发发生生生生井井井井下下下下事事事事故故故故必必必必须须须须使使使使用用用用堵堵堵堵漏漏漏漏材材材材料料料料时时时时，应应应应尽尽尽尽量量量量混合均匀以避免产生如下不良影响：混合均匀以避免产生如下不良影响：混合均匀以避免产生如下不良影响：混合均匀以避免产生如下不良影响：l l l l 旁通阀阀孔被堵塞，降低旁通阀总成工作可靠性。旁通阀阀孔被堵塞，降低旁通阀总成

13、工作可靠性。旁通阀阀孔被堵塞，降低旁通阀总成工作可靠性。旁通阀阀孔被堵塞，降低旁通阀总成工作可靠性。l l l l 减减减减少少少少流流流流经经经经TCTC轴轴轴轴承承承承的的的的液液液液体体体体流流流流量量量量，使使使使轴轴轴轴承承承承得得得得不不不不到到到到良良良良好好好好的润滑和冷却。的润滑和冷却。的润滑和冷却。的润滑和冷却。l l l l 混合不好或颗粒太大导致混合不好或颗粒太大导致混合不好或颗粒太大导致混合不好或颗粒太大导致TCTC轴承被完全堵塞。轴承被完全堵塞。轴承被完全堵塞。轴承被完全堵塞。注意：对于包装材料如编织袋、塑料严禁进入泥浆池注意：对于包装材料如编织袋、塑料严禁进入泥浆

14、池注意：对于包装材料如编织袋、塑料严禁进入泥浆池注意：对于包装材料如编织袋、塑料严禁进入泥浆池或井口，以避免堵塞旁通阀阀孔造成旁通阀失效或或井口，以避免堵塞旁通阀阀孔造成旁通阀失效或或井口，以避免堵塞旁通阀阀孔造成旁通阀失效或或井口，以避免堵塞旁通阀阀孔造成旁通阀失效或堵塞堵塞堵塞堵塞 TCTC轴承。轴承。轴承。轴承。(五五五五)、确定井底温度：、确定井底温度：、确定井底温度：、确定井底温度：温度过高对螺杆马达效能十分不利，温度过高对螺杆马达效能十分不利，使所有不利因素加剧作用。针对这种情况，使所有不利因素加剧作用。针对这种情况，中成螺杆钻具提供以下两种规格的定子：中成螺杆钻具提供以下两种规格

15、的定子：注意：注意：注意：注意：高温马达用于常规井很难获得好的效高温马达用于常规井很难获得好的效高温马达用于常规井很难获得好的效高温马达用于常规井很难获得好的效果果果果 (六六)、控制泥浆排量和输出转速：、控制泥浆排量和输出转速：、控制泥浆排量和输出转速：、控制泥浆排量和输出转速：螺杆输出转速与输入泥浆流量成正比。每种规格的螺杆输出转速与输入泥浆流量成正比。每种规格的螺杆输出转速与输入泥浆流量成正比。每种规格的螺杆输出转速与输入泥浆流量成正比。每种规格的 马达都有其推荐的最大和最小流量值。马达都有其推荐的最大和最小流量值。马达都有其推荐的最大和最小流量值。马达都有其推荐的最大和最小流量值。当实

16、际需要的泥浆流量超出推荐流量时，用户应单独提出，当实际需要的泥浆流量超出推荐流量时，用户应单独提出，当实际需要的泥浆流量超出推荐流量时，用户应单独提出，当实际需要的泥浆流量超出推荐流量时，用户应单独提出，中成中成中成中成-螺杆钻具会提供适合给定流量范围的中空马达螺杆钻具会提供适合给定流量范围的中空马达螺杆钻具会提供适合给定流量范围的中空马达螺杆钻具会提供适合给定流量范围的中空马达。当使用中空马达时，可用过渡接头替代旁通阀总成，避免因当使用中空马达时，可用过渡接头替代旁通阀总成，避免因当使用中空马达时，可用过渡接头替代旁通阀总成，避免因当使用中空马达时，可用过渡接头替代旁通阀总成，避免因旁通阀频繁关启时从阀孔高速喷出的钻井液对井壁造成伤害旁通阀频繁关启时从阀孔高速喷出的钻井液对井壁造成伤害旁通阀频繁关启时从阀孔高速喷出的钻井液对井壁造成伤害旁通阀频繁关启时从阀孔高速喷出的钻井液对井壁造成伤害。输入泥浆流量超过最大流量值：转子可能超速旋转，定子和转子会提前损坏。小于最小流量值：马达压力差达到最大 值时，马达会进入失控状态。(七七)、平衡水力推力与钻压平衡水力推力与钻压：螺杆钻具工作时轴向存