一种新型低速井下动力钻具

涡轮钻具和螺杆钻具是人们熟悉的井下动力钻具,但将涡轮钻具与螺杆钻具联接起来,装配成"涡轮-螺杆"钻具则还是前苏联的创造。1992年第1期《石油业》首次详细报道了这种新型井下动力钻具的动力性能和现场使用情况。     

流道式井下动力装置的研制

随着勘探开发的深入,对井下动力钻具的性能要求越来越高,而目前广泛应用的螺杆钻具和涡轮钻具都有一定的缺陷,无法更好地满足勘探开发的需求。为此,研制了一种原理与螺杆钻具和涡轮钻具有明显差异的流道式井下动力装置。该装置将高压水能转化为机械能,采用特定的结构,使高压钻井液流入该装置内部流道后,流速保持不变,通过改变流动方向使其获得最大的能量。系统介绍了该装置的原理、结构特征。通过对比分析发现,与涡轮钻具和螺杆钻具相比,该装置能充分利用钻井液能量,具有结构简单、全金属元件、转速与扭矩无关、可以根据需要调整、扭矩大而稳定的特点,适用于高温高压深井、定向井、水平井及欠平衡钻井。      

螺杆钻具失效分析及预防措施

螺杆钻具是以钻井液为动力的井下电动机（动力钻具）之一，广泛地应用于各类丛式井、定向井。由于操作者没有完全掌握其结构机理及正确的使用方法，造成螺杆钻具的早期磨损以致报废，增加起下钻次数，影响钻井速度，使钻井综合成本上升。对江汉油田动用的螺杆钻具综合分析，找出其失效原因，介绍正确使用螺杆的方法及注意事项。     

现代井下动力钻具发展的四大特征

<正> 行业现状涡轮钻具和螺杆钻具是当今井下动力钻具的主体。在80年代,井下动力钻具、聚晶金刚石(PDC)钻头和随钻测量(MWD)系统这三大技术工具得到了高速发展和广泛应用,特别是这三者的有机组合体——井下动力钻具导向钻井系统的问世,极大地促进了丛式井、大     

电动钻具

电动钻具可替代转盘钻井，涡轮钻具钻井和螺杆钻具钻井，用于钻学会井，水平井和多枝井，与遥测系统配合使用，可地钻井过程进行控制。本文介绍电动钻具的发展，改进及标准化过程，同时介绍了俄罗斯电动钻具的结构和使用实例。     

井下动力钻具动力特性的分析和对比

定向井、水平井钻井工艺的飞速发展以及套管开窗侧钻修井技术的推广应用,对井下动力钻具的动力特性提出了各种不同的要求,利用M/n,M/L和Nb/Fwf等3个评价准数,分析对比了目前具有工业实用价值的3种井下动力钻具－螺杆钻具,涡轮钻具和电动钻具的动力特性,分析表明,累杆钻具具很高的M／n和M／L准数,从而保证了其动力持性的刚性,井下工作的稳定性和很强的造斜能力,多线螺杆钻具比单线螺杆钻具具有良好的动力特性,特别是当其运动比值i为5：6－9：10时,因而在钻定向井,水平井,深井,超深井,小井径井以及修井和其他特殊作业中具有强大的生命力。     

井下动力钻具的现状与发展

井下动力钻具的现状与发展易先忠，钟守炎，水运震（江汉石油学院）国外井下动力钻具的现状井下动力钻具在西方发达国家已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平并和抢险救援井的最佳钻井工具之一。前苏联有８０余年使用电动钻具和涡轮钻具的丰富经验，在苏联解体前，涡...     

井下动力钻具在现代钻井工程中的作用

本文通过实际数据说明:国外井下动力钻具近年来获得了飞速发展,现在井下动力钻具不仅可打定向井、丛式井及处理事故等特殊作业,面且还可打地热井、直井。同时通过实例表明,在许多情况下,使用井下动力钻具打直井可比转盘钻更经济,因而正在现代钻井工程中发挥着愈来愈大的作用。本文还探讨了近年来井下动力钻具获得迅速发展的主要原因,简要说明了近年来国外在涡轮钻具结构上的几个改进方面及由此而取得了其性能、寿命上的重大突破,例如平均寿命超过100小时。此外,对单头单螺杆钻具和多头单螺杆钻具的性能进行了对比分析,指出近年来国外单头单螺杆钻具比多头单螺杆钻具发展要快,同时还对比了螺杆钻具与涡轮钻具的特点。最后,根据国外经验,结合我国国情,在继续发展转盘钻井技术的同时,必须大力提倡发展井下动力钻具。认为我国目前应优先发展带支承节的高速涡轮钻具、单头单螺杆钻具以及井下减速器、高速金刚石钻头。     

井下动力钻具近十年的研究与发展

本文综述了国外井下动力钻具近１０年来的行业水平和企业发展现状，介绍了该技术的进展，基础理论与应用成果以及国外科研机构情况。提出我国应树立以转盘钻井为主休，涡轮钻具和螺杆钻具为技术储备的中长期发展战略。     

新型涡轮钻具的组合设计

改善常规复式涡轮钻具性能取决于抓好先进的涡轮叶栅水力设计和采用独立滚动球轴承支承节环节。带同步减速器涡轮钻具可克服常规涡轮钻具和螺杆钻具的固有缺点，是提高我国深井钻井技术的关键装备。文中就减速器的形式对减速涡轮钻具进行分类讨论，最后还比较了４种井下动力钻具的优、缺点。     

磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。     

螺杆钻具井下磨铣管柱受力分析及改进设计

针对螺杆钻具磨铣钻削井下桥塞、水泥塞及类似钻削工作中管柱在井下所产生的巨大反扭矩的危害,在对磨铣钻削管柱进行受力分析的基础上,提出了改进方案,即"井下防扭装置"和"磨铣钻削管柱的配置",有效地降低了反扭矩带来的危害,改善了磨铣钻削管柱的受力状况。现场2口井的实际应用说明,改进后的管柱在应用上更为安全可靠,钻削用时比简易管柱缩短1/4~1/3。     

井下动力钻具的发展及其在推广应用中的问题

改革开放以来,我国油气钻井新技术的应用获得重要进展,井下动力钻具,如螺杆钻具和涡轮钻具也获得迅速发展。但这些钻井新技术新装备在推广应用中存在着“瓶颈”问题,主要原因是对新技术和新装备在由科技成果向生产力转化过程中投入资金不足,其次是缺少现代化管理。为解决瓶颈问题,建议企业首先要建立成果转化风险机制,设立成果转化风险基金,其次要设立应用新技术或新装备的奖励基金。     

可更换钻头套管钻井工具及工艺研究

采用常规钻机、利用转盘驱动的简易套管钻井技术由于受钻头寿命的限制，只能用于一只钻头钻至设计井深的情况，为此，研制开发了转盘驱动的可更换钻头套管钻井系统。该系统由起下工具、井下锁定工具串及坐底套管3部分组成。进行套管钻进时，井下锁定工具串锁定在坐底套管上，需更换钻头或井下锁定工具串时，往套管内部下入起下工具并解锁锁定装置，起出井下锁定工具串，更换完毕后，再将井下锁定工具串从套管内送入井底，锁定在套管柱末端的坐底套管上，起下过程中可保持钻井液的循环和钻柱的转动。该系统在吉林油田2口井上进行了试验，井下锁定工具串的下入成功率达到100％，并实现了套管正常钻进，但由于打捞矛无法进入到井下锁定工具串的打捞孔中，致使2口井都没有正常起出井下锁定工具串。详细介绍了可更换钻头套管钻井系统的组成、原理、施工工艺及现场试验情况。     

螺杆钻具推力轴承的载荷研究

离井底循环钻井液时,螺杆钻具传动轴向下的作用力由上轴承承受。一般随着钻压的增加上轴承的载荷有所减小。下轴承不受力。钻井工艺希望的钻头水眼压降对上轴承会造成很大的栽荷,故螺杆钻具都需说明钻头水眼压降的许用的最大值。设计时选用小限流直径、大导程,使用时用大钻压、大水眼、小钻头等措施均能减轻轴承栽荷。工作时万向轴壳体受拉而不受压,因此铰接螺杆钻具所装的铰链能提高钻具的通过性而无确定的造斜能力。     

影响螺杆钻具工作寿命的使用因素分析

在定向井、水平井等特殊工艺井施工过程中,螺杆钻具的工作寿命直接影响施工井的生产时效和钻井周期。在螺杆钻具结构设计及生产质量确定的情况下,现场应用技术水平对其使用寿命的影响也非常明显。合理正确地使用螺杆钻具,可充分发挥其潜在工作寿命。文中以两套Ф172进口可调弯角式螺杆钻具在井使用情况为例,分析了影响螺杆钻具工作寿命的现场使用因素,结合目前现场应用条件,提出了针对性的技术措施,对现场合理使用螺杆钻具、提高其工作寿命具有一定的借鉴作用。     

新型超高压井下增压系统的研制与应用

油气钻井工程实践表明,利用高压射流辅助破岩是提高深井机械钻速的有效途径,而井下增压技术是一种产生高压射流的方法,井下增压系统装置的稳定性、可靠性是该技术工业应用的关键。为此,围绕井下增压系统配套的关键工具进行了研究与实验:①优选的螺杆增压器可将螺杆钻具输出的旋转运动转换为轴向往复运动,达到对部分钻井液实施增压的目的;②依据室内实验获得的不同喷距、射流角度下高压流体对岩石的冲蚀数据,研制了与螺杆增压器适配的超高压双流道钻头;③在地面采用清水作为试验介质进行了测试,高压喷嘴直径1.5 mm,泵压为4 MPa,排量18 L/s,地面测试期间高压喷嘴出口明显可见脉冲高压射流,井下螺杆增压装置运行稳定。在5口井上完成钻井总进尺1 015 m、纯钻进时间206 h,与邻井相比平均机械钻速提高了51.4%。试验结果表明,该井下增压系统在钻井作业中提速效果明显、设计合理、工作可靠。     

等壁厚螺杆钻具及应用

等壁厚螺杆钻具是一种新型动力钻具。介绍了等壁厚螺杆钻具的基本结构、与普通螺杆钻具的结构区别和技术优势,并对其现场应用效果进行了分析。与普通螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具具有工作扭矩大、使用寿命长、耐高温等优点,在深井和高密度钻井液井及小曲率半径水平井应用具有较大的技术优势。     

油管丝扣油脂涂抹器的研制与应用

油管丝扣油脂涂抹器是基于解决下井油管和工具螺纹密封问题而研制的一种矿场工具。该工具结构简单，操作方便．适用于多种口径的油管和工具．能够充分有效地解决螺纹的密封问题，减少作业占井周期．降低劳动强度．有效控制作业成本支出。     

基于COSMOSMotion井下打捞器打捞过程仿真试验研究

运用仿真技术对井下工具工作过程进行动态模拟,不仅可以观察工具在井下的整个工作过程,而且还可以在虚拟环境下修改结构和进行性能分析,既缩短井下工具的开发周期,又降低开发成本。为此,运用SolidWorks及其运动仿真插件COSMOSMotion,对ZDM型钻具倒扣捞矛虚拟样机进行建模、装配和运动仿真,得出相应的运动曲线,分析了ZDM型钻具倒扣捞矛虚拟样机的关键技术及其解决方案,为井下工具的研制提供了崭新的设计方法。