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。     

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...     

新型高温高速涡轮钻具测试系统研制

涡轮钻具具有高转速、低扭矩、耐高温等特点,是高温深井钻探重要井下动力钻具之一;涡轮钻具室内实验可有效反映涡轮钻具的性能特点,是涡轮钻具研发必不可少的重要环节。现有井下动力钻具测试平台通常针对螺杆钻具设计,额定转速较低,无法满足耐高温高速涡轮钻具测试试验需要。本文针对涡轮钻具特点和现有测试平台的不足,研发了一套耐高温高速涡轮钻具测试平台。应用该平台对Φ89 mm涡轮钻具进行了测试试验,试验结果表明：该测试平台操作方便、自动化程度高、测试数据准确、工作性能稳定,达到了预期的设计目标,验证了此测试平台的合理性。     

井下动力钻具旋转钻井技术

<正>井下动力钻具旋转钻井技术是继转盘旋转钻井技术的又一次巨大的钻井技术革命。成熟转盘旋转钻井技术大大提高了破岩效率和钻进速度,完钻井不断加深,但数千米的钻具在井中旋转消耗了过多的功率,且易发生钻杆折断事故,这使人们向着减少钻杆转动的方向寻找解决办法。20世纪20年代初,前苏联首先开发出井下动力钻具(涡轮钻具),其地面设备、清除岩屑的方法和转盘旋转钻井原理相同,区别是转动钻头的动力由地面移到井下,直接作用     

井下电动钻具的现状及发展

井下电动钻具不靠钻井液驱动,因此具有比井下涡轮钻具和井下螺杆钻具广的使用范围;井下电缆的使用,为井下信息的传递提供了平台;比采用涡轮钻具和螺杆钻具更低的钻井成本使其具有良好的应用前景;日趋完善的井下电动钻具技术为其发展奠定了基础。驱动井下动力钻具的能量通过钻井液、空气或电缆传递。目前国内使用最多的井下动力钻具是由钻井液驱动的,气动井下动力钻具近年来才在国内开始应用。尽管电动井下动力钻具的发明已有100多年历史,但由于受到技术水平的限制,井下动力钻具直到最近几年才引起国际钻井界的关注。文章介绍的是俄罗斯（前苏联）及美国在井下电动钻具方面的研究和使用资料。     

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。     

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     

涡轮钻具及其钻井技术的发展

井下动力钻具是现代定向井、丛式井、水平井及深井中快速优质安全经济钻进的重要技术工具。本文综合分析了80年代、特别是自1985年以来国外涡轮钻具的技术成就和最新发展,阐述了90年代涡轮钻具的重要发展方向,认为聚晶金钢石钻头(PDC 钻头)、涡轮钻具、随钻测量系统(MWD 系统)三位一体的技术组合——涡轮钻具导向钻井系统,是本世纪末方兴未艾的新兴钻井技术,将广泛应用于大斜度井和水平井钻井中。     

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。     

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。     

井下动力钻具发展趋向与经济效益

本文着重介绍了国外井下动力钻具的钻井概况,并与转盘钻井成本进行了比较,指出井下动力钻具钻井方式有着广泛的发展前途。     

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。     

国外泥浆泵技术发展动向

<正> 使用泥浆泵钻井已有100多年历史。早期泥浆泵的功能仅在于循环泥浆,冷却井底、携带岩屑和井壁形成泥饼。在40年代末,采用了喷射式钻井以及后来的井下动力钻具钻井,利用高压泥浆的冲蚀力辅助破碎岩石可以加快钻井速度,利用泥浆的动力驱动井下涡轮钻具也可以代替转盘钻井,从而扩大了泥浆泵的功能与使用范围,同时也要求泥浆泵的功率与压力     

水平井钻井新技术

主要从地质导向技术、短半径水平井钻井技术、分支井钻井技术、井下动力钻具、钻头和可变径稳定器６个方面介绍了近年来国外占井技术及水平井钻井工具、仪器的最新进展。     

钻井技术的发展

本文着重介绍了钻井及其有关技术中的一些重大进展。在钻井遥测设备方面介绍了泥浆脉冲系统和实线遥测系统,并对两种系统进行了对比。关于井底动力钻具,除涡轮钻具外还对正排量穆瓦诺型井底动力钻具和叶片式井底动力钻具作了介绍。文章认为,这些钻具的发展展示了新的前景。在钻头方面,着重介绍了高速镶齿钻头。钻头的滑动轴承的发展大大地提高了钻头的寿命和机械钻速。     

井下动力钻具串联组合及串联机理分析

分析了以两根螺杆钻具串联而成的组合钻具的工作特性及转矩、压降、排量、轴向力等问题。讨论了涡轮－螺杆串联组合钻具的工作特性和匹配问题，并将涡轮钻具、螺杆钻具和涡抢－螺杆串联组合钻具的特性进行了对比，指出在井下动力钻具尚以螺杆钻具为主的我国，不宜发展串联组合钻具。     

谈谈加重钻杆的使用问题

<正> 到现在为止,在我国石油钻井的钻具组合中还未使用加重钻杆。不论是用转盘还是用井下动力钻具钻进直井或定向井,发生钻杆损坏的事故都比较多。早在六十年代初期,国外就在钻具组合中使用了加重钻杆。从现场使用情况来看,不仅联接在钻铤上的加重钻杆没有发生疲劳损坏现象,同时还延长了所有钻杆和钻铤的使用寿命。     

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。      

一种实时诊断钻具黏滑现象的新方法

钻具黏滑现象严重时会损坏井下设备,造成井下事故,影响井下安全,如何及时有效发现并消除黏滑现象对钻井施工意义重大。目前国内多通过监测地面转盘驱动电流、转盘扭矩来观测井底钻具黏滑现象,为了更及时、准确地预测钻具黏滑现象,采用井下MWD磁传感器数据来分析钻具黏滑现象。通过井下计算机对传感器信号实时高速采集,计算出井底钻具的瞬时转速,用以诊断钻具黏滑现象并对黏滑严重程度分类形成黏滑程度特征码,并将这些特征码通过MWD实时传送到地面以便及时采取措施,有效减少了由于黏滑现象而引起的井下事故。     

井下采油单螺杆泵的现状及发展

井下采油单螺杆泵因具有较高的系统效率而日益受到重视。目前已开发的井下单螺杆泵有地面驱动采油单螺杆泵、电动潜油单螺杆泵、单螺杆液动机 -单螺杆泵装置和多头螺杆泵。简述了单螺杆泵定子衬套选用的材料和转子的表面处理方式 ,介绍了单螺杆泵在国外的使用情况。指出井下采油单螺杆泵主要朝增大泵的下井深度 ,加大泵的排量 ,延长泵的使用寿命和拓宽泵的使用范围等方向发展。最后就国内开发和推广螺杆泵工作规划提出了建议。