油田钻修井系列螺杆钻具.docx

1、油田钻修井系列螺杆钻具油田钻、修井系列螺杆钻具使用说明书盐城市友泰石油机械有限公司一、前言：本说明书主要介绍了螺杆钻具的工作原理、结构、机械性能和正确使用及维护保养，便于用户更好地根据钻井、修井的需要进行选用，使其发挥应有的机械及技术性能，提高钻井、修井的工作效率。二、螺杆钻具的工作原理：螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液压能量转为机械能的一种容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的压力泥浆流经旁通阀，流压使旁通阀关闭，进而流进马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动转子绕定子轴线公转和自转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井、修井作业。三、螺杆钻具的组成：螺杆钻具主要由：旁

2、通阀、液力马达、万向轴和传动轴等四大总成组成。在马达上部和传动轴下部还装有防掉装置等辅助设施。万向轴总成防掉总成旁通阀总成传动轴总成马达总成3.1旁通阀总成：它是由：阀体、阀套、阀芯、弹簧、形密封圈、挡圈等零件组成。它的作用是起下钻时，使钻柱和环空联通，泥浆不污染井台，当泥浆流量和压力达到标准设定值时，阀芯下移，关闭旁通阀孔，此时泥浆流量经马达，把压力能转变为机械能。当泥浆流量压力过小或停泵时，所产生液体压力小于弹簧的弹力时，弹簧将阀芯顶起，旁通阀孔处于开启位置，钻柱与环空联通。3.2液力马达总成：它是由单螺杆转子和定子组成。转子是一根经过机械加工，表面镀有抗腐耐磨镀层的头螺杆。定子外壳是合金

3、钢内腔壁压注粘牢的头的内螺旋橡胶衬套组成的。转子和定子的形状和尺寸应保证啮合关系，这些啮合点沿轴向导程形成马达的密封空腔，随着转子在定子中螺旋转动。当具有一定能量的钻井液通过时，空腔沿着轴向下移， 上部入口不断产生、下部出口逐步消失，完成其能量转换，从而推动转子沿定子螺旋内壁作偏心公转和自转，完成马达的作用。这就是螺杆马达的基本工作原理。马达转子的螺旋线有单头和多头之分（定子螺旋头数比转子多个）。转子的头数越少，转速越高，扭矩越小；头数越多，转速越低，扭矩越大。螺杆马达是钻具的重要部件，很多实践和理论分析，在现有条件下，如欲使马达正常有效地工作，每级马达所能承受的压降以不超过0.8Mpa为宜，

4、（马达的一个导程为一级）最大压降为额定工作压力的1.3倍，如压降值超过此值则马达就有漏失，转速加快，磨损严重甚至发热胀死，造成马达损坏。用户应特别注意，现场使用的泥浆流量应在推荐的使用范围内，否则会加大定子的磨损，将影响马达的使用效率和寿命。螺杆马达的性能参数是螺杆钻具的主要性能参数。马达的理论输出扭矩和马达压降成正比，输出转速与输入泥浆流量成正比，随着负荷的增加钻具转速降低，所以只有控制地面上的压力表的读数和泵的流量，就能控制井下钻具的扭矩和转速。3.3万向轴总成：它是由花瓣套、中间接头、钢球等零件组成，上连接转子，下接传动轴。它的作用是将马达的行星运动的机械性能传递给传动轴的一种专用连接件

5、。钻具使用后，应立即拆卸，检查万向轴的磨损情况，如超过维修标准要求，则应更换相关零件，否则会因万向轴的使用过度导致断裂使钻具无法正常工作。3.4传动轴总成：传动轴是将马达的旋转动力传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷而设置的部件，钻具传动轴总成有两种：3.4.1钻头水眼压降为3.5Mpa，传动轴总成两端采用滚针轴承定向，中间推力球轴承承压的结构。3.4.2钻头水眼压降为7.0Mpa，传动轴总成两端采用硬质合金的径向轴承定向，中间采用连串轴承组承压，提高了传动轴总成的耐磨性及承载能力，延长其使用寿命。3.5防掉装置：为避免由于异常因素导致的钻具壳体断裂或脱扣时防止部件落井，在钻具螺杆上

6、端旁通阀下部加装防掉短节。短节壳体在螺杆马达上部不易损坏，短节中间有圆形大螺母和与螺杆相联的吊杆。正常工作时防掉装置不起作用（有点搅拌损失），一旦防掉短节以下壳体断、脱，带螺杆、吊杆下移，则短节中间大螺母落在短节壳体缩径上，即吊住螺杆等部件，又堵住泥浆通道，引起泥浆泵压升高，使地面及时发现问题，采取措施，避免扩大损失。四、螺杆钻具的型号说明：例：5LZ1657.0表示为转子头数与定子头数为5：6的，外径为165mm的螺杆钻具，钻头水眼压降为7.0Mpa。五、螺杆钻具的主要性能参数：钻具型号外径尺寸Tool ODMm in钻头尺寸Bit SizeMmIn两端连接螺纹Connected Threa

7、d上端 下端up down头数Lobe级数Stage排量Flow RateIpm gpm转速RotorySpeedrpm工作压力降WorkingPressure LossMPa Psi输出扭矩OutputTorqueN.m Ib-ft最大压力降MaxPressure LossMPa Psi最大扭矩MaxTorqueN.m Ib-ft工作钻压WorkingPressureKN Ib最大钻压MaxPressureKN Ib输出功率OutputPowerKw hp5LZ437.0-443 111/1648-7617/8-3NC12 NC125:6448-96 13-26435-8703.2 4665

8、6 424.52 65579 583 6606 13206.5 95LZ457.0-345 13/448-7617/8-3NC12 NC125:6357-170 15-45228-6802.4 35085 623.39 495125 903 6606 13208 115LZ547.0-354 21/860-8923/8-31/211/2REG 11/2REG5:63106-240 28-64282-6382.4 350130 963.39 495182 1354 8808 176011 155LZ607.0-360 23/879-111 31/8-43/811/2REG 11/2REG5:63

9、140-280 38-75298-5952.4 350156 1153.39 495218 1605 110010 220012 165LZ737.0-373 27/895-181 33/4-43/423/8REG 23/8REG5:63162-578 43-153121-4322.4 350460 3393.39 495650 47912264025 550027 367LZ797.0-479 31/895-121 33/4-43/423/8REG 23/8REG7:84140-479 37-126138-4133.2 466465 3424.52 655617 45512264025 55

10、0024 325LZ897.0-389 31/2114-14941/2-57/823/8REG 23/8REG5:63255-766 67-202108-3252.4 350810 5983.39 4951145 84522440035 770035 475LZ957.0-395 33/4118-14945/8-57/827/8REG 27/8REG5:63320-800 85-211124-3002.4 350833 6153.39 4951177 86830660055 1210032 439LZ957.0-495 33/4118-14945/8-57/827/8REG 27/8REG9:

11、104460-928 120-245139-2803.2 4661426 10524.52 6551895 132030660055 1210048 645LZ1007.0-4100 315/16118-14945/8-57/827/8REG 27/8REG5:64337-842 89-222124-3003.2 4661169 8624.52 6551652 121830660055 1210045 609LZ1007.0-4100 315/16118-14945/8-57/827/8REG 27/8REG9:104484-977 126-258139-2803.2 4661501 1107

12、4.52 6551995 185230660055 1210050 679LZ1057.0-4105 41/8121-15243/4-627/8REG 27/8REG9:104498-997 131-263132-2653.2 4661630 12004.52 6552165 159730660055 1210051 685LZ1207.0-3120 43/4149-20057/8-77/831/2REG 31/2REG5:63694-1388 184-367140-2782.4 3501620 11953.39 4952288 16884910803100 2200057 765LZ1207

13、.0-4120 43/4149-20057/8-77/831/2REG 31/2REG5:64694-1388 184-367140-2783.2 4662160 15934.52 6552869 21164910803100 2200071 957LZ1207.0-4120 43/4149-20057/8-77/831/2REG 31/2REG7:84745-1487 196-393130-2613.2 4662468 18194.52 6553277 24174910803100 2200075 1025LZ1407.0-4140 51/2171-22263/4-83/441/2REG 4

14、1/2REG5:64718-1436 190-379111-2023.2 4662613 19274.52 6553471 25604910803100 2200073 985LZ1657.0-4165 61/2213-25183/8-97/841/2REG 41/2REG5:64862-1724 228-45687-1743.2 4663673 27094.52 6554878 35978017600160 3520088 1195LZ1657.0-5165 61/2213-25183/8-97/841/2REG 41/2REG5:65862-1724 228-45687-1744 5854

15、590 33775.65 8246484 47838017600160 35200100 1355LZ1657.0-6165 61/2213-25183/8-97/841/2REG 41/2REG5:66862-1724 228-45688-1764.8 7005509 40636.78 9887781 57398017600160 35200121 1629LZ1657.0-4165 61/2213-25183/8-97/841/2REG 41/2REG9:104990-1979 262-52393-1873.2 4664579 33774.52 6556082 44858017600160

16、 3520098 1325LZ1727.0-4172 63/4213-25183/8-97/841/2REG41/2REG5:64947-1894 250-50078-1543.2 4664160 30684.52 6555525 4075100 22000170 37400126 1705LZ1727.0-5172 63/4213-25183/8-97/841/2REG41/2REG5:65947-1894 250-50078-1544 5855200 38355.65 8247345 5417100 22000170 37400118 1595LZ1727.0-6172 63/4213-2

17、5183/8-97/841/2REG41/2REG5:66947-1894 250-50078-1544.8 7006240 46006.78 9888814 6500100 22000170 37400142 1907LZ1727.0-5172 63/4213-25183/8-97/841/2REG41/2REG7:851183-2366 312-62584-1684 5857176 52935.65 82410137 7476100 22000170 37400150 2009LZ1727.0-2172 63/4213-25183/8-97/841/2REG41/2REG9:1021110

18、-2220 293-58648-961.6 2333093 23202.26 3304466 3279100 22000170 3740061 829LZ1727.0-4172 63/4213-25183/8-97/841/2REG41/2REG9:1041110-2220 293-58684-1693.2 4665355 39494.52 6557112 5245100 22000170 3740078 1055LZ1857.0-5185 71/4222-25183/4-97/841/2REG65/8REG5:65985-1970 260-52091-1824 5855548 40905.6

19、5 8247836 5779100 22000170 37400134 1805LZ1977.0-4197 73/4251-31197/8-121/451/2REG65/8REG5:641113-2225 295-58879-1583.2 4665022 37044.52 6556700 4920150 33000200 4400099 1335LZ1977.0-5197 73/4251-31197/8-121/451/2REG65/8REG5:651113-2225 295-58879-1584 5856277 46295.65 8248866 6540150 33000200 440001

20、30 1765LZ1977.0-6197 73/4251-31197/8-121/451/2REG65/8REG5:661113-2225 295-58879-1584.8 7007533 55556.78 98810640 7847150 33000200 44000157 2107LZ1977.0-5197 73/4251-31197/8-121/451/2REG65/8REG7:851230-2460 324-58875-1504 5857220 53245.65 82410197 7520155 34100250 55000130 1769LZ1977.0-4197 73/4251-3

21、1197/8-121/451/2REG65/8REG9:1041510-3028 400-80067-1353.2 4669035 66554.52 65512743 9398 6132150 33000200 44000162 2175LZ2037.0-4203 8251-31197/8-121/451/2REG65/8REG5:641113-2225 295-58879-1583.2 4665022 37044.52 6556700 4920155 34100250 5500099 1335LZ2037.0-5203 8251-31197/8-121/451/2REG65/8REG5:65

22、1113-2225 295-58879-1584 5856277 46295.65 8248866 6540155 34100250 55000130 1767LZ2037.0-5203 8251-31197/8-121/451/2REG65/8REG7:851230-2460 324-58875-1504 5857220 53245.65 82410197 7520155 34100250 55000143 1949LZ2037.0-4203 8251-31197/8-121/451/2REG65/8REG9:1041267-2534 335-67072-1453.2 4666260 461

23、74.52 6558315 6132150 33000200 44000113 1525LZ2107.0-5210 81/4251-375 97/8-143/465/8REG65/8REG5:651228-2455 325-65075-1504 5857481 55175.65 82410567 7793180 39600300 66000149 200六、使用须知：6.1井场修井、钻井技术人员和司钻必须了解钻具的结构原理和使用参数。按使用说明书的要求合理使用钻具。6.2对钻井液要求：螺杆钻具的马达为容积式，决定钻具性能的因数是马达的输入流量和作用于两端的压力降，而不是钻井液的类型。钻井液的物

24、理化学性能除个别有损钻具的寿命外，一般不影响钻具的性能。但钻井液所含的各种硬颗粒必须予以限制，因为它会加速轴承、定子马达的磨损，而降低钻具的使用寿命。因此泥浆中含砂量必须控制在0.5%以下。泥浆粘度和比重对钻具的影响很小，但对整个系统的压力有直接影响，如果推荐排量下的压力大于额定泵压值，就得减少泥浆排量，或者有必要降低通过钻具和钻头的压力降。每种型号的钻具都有自身的输入流量范围，只有在此范围内钻具才能有较高的效率，一般应取输入流量范围的中间值为最佳输入流量值。6.3泥浆压力要求：钻具悬空时，排量不变，则通过钻具的泥浆压力降也不变，随着钻头接触井底钻压增加时，泥浆循环压力增加，泵压也增加，司钻可

25、用以下公式来控制操作：打钻泵压循环泵压钻具负载压降循环泵压就是钻具没有接触井底时泵压，也叫离底泵压，钻具加大扭矩，泵压就要上升，这时压力表的读数就叫打钻泵压。离底泵压不是一个常数，它随井深和泥浆的特性变化而变化，但实际操作中，无必要随时测取循环泵压的精度值，一般取每次接触后的离底泵压为近似值，这样做完全可以满足公式的精度要求。钻具在工作中，打钻泵压达到最大推荐压力时，钻具产生最佳扭矩。继续增加钻压，当超过最大设计压力时，马达可能会制动，此时应立即降低钻压，以防钻具内部损坏。6.4扭矩：钻具的扭矩与泥浆流经马达产生的压力降成正比，转速与输入排量成正比。排量一定时，扭矩增加而转速基本保持不变，钻具

26、从空载到满载速度降低一般不超过10%左右。七、使用方法：在选择钻具及其组合方案时，应制定修井、钻井的作业计划，充分考虑井眼轨迹、钻头类型、规格、地层结构和水力计算等细节。螺杆钻具在出厂前，各部件之间的螺纹均已涂厌氧胶，并按规定力矩上紧，使用前不需要重新紧扣。7.1钻具下井前的地面检查：7.1.1钻具除提升短节与旁通阀连接外，其它部分的壳体均涂以厌氧胶。7.1.2用钻头装卸器把钻头装上，只允许用链钳转动钻具的传动轴头，而且只能逆时针旋转以防内部螺纹松扣。7.1.3吊起提升短节，将钻具放入转盘卡瓦内，使旁通阀位于转盘之上，装上安全卡瓦，卸去提升短节。7.1.4检查旁通阀的灵活性：用木棒压下阀芯，然

27、后松开，阀芯在弹簧力的作用下，恢复正常，反复压下3-5次，阀芯无卡阻，运动灵活，接着将钻具旁通孔部位下到转盘以下开泵，旁通孔封闭，马达启动，驱动接头旋转；停泵后阀芯复位，泥浆从旁通阀孔泻出，钻具正常。7.2钻具下放入井内：7.2.1钻具下井时，严格控制下放速度，以防过快时马达倒转，使内部连接丝扣脱扣，同时防止在通过砂桥、套管鞋等处撞坏钻具。防止操作中移扣，装卸过程中应牢记：钻头接头相对于壳体的旋向为逆时针方向。违反此项规定，如反向转动转盘或用转盘旋紧马达以上的扣等，就会造成钻具内部零件的松扣或脱扣，请用户注意。7.2.3当下入深井段或遇到高温井段时，以及经过砂层井段时，应定期循环泥浆冷却钻具，保护定子橡胶，防止砂堵。7.2.4钻具接近井底时要放慢速度，提前循环后再继续下钻，循环先小排量，待井口返出泥浆后，再加大排量。7.2.5不允许顿钻或将钻具坐在井底。7.3钻具开动：7.3.1如果处于井底必须提起0.3-0.6m，开动钻井泵。此时应记下压力表读数，与计算的压力值对比一下，如果超过水力计算的压力数值也是正常的，这是钻头侧钻引起的。7.3.2清理井底，井底必须足够的“干净”，因为井底堆积或沉淀的岩屑影响转速。7.4钻具的钻进：7.4.1钻具钻进前应充分清洗井底，并测循环泵压。7.4.2开始钻进时应缓慢加钻压，待正常钻进时，司钻可用下列公式控制操作：