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北京石油机械厂螺杆钻具使用说明书-最新(共73页).doc

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    • 精选优质文档-----倾情为你奉上螺杆钻具使 用 手 册2007.12专心---专注---专业目 录1. 概述 12. 产品型号说明 23. 结构与工作原理 33.1. 旁通阀总成 43.2. 马达总成 43.3. 万向轴总成 53.4. 传动轴总成 54. 导向螺杆钻具的主要结构 54.1. 弯角形式 54.2. 可调弯壳体 64.3. 稳定器结构 74.4. 可换稳定器 85. 螺杆钻具的使用 85.1. 工作条件与技术参数 85.2. 地面准备 115.3. 下钻 125.4. 开动钻具 125.5. 起钻 126. 导向螺杆钻具的使用 136.1. 导向螺杆钻具的造斜率 136.2. 进尺问题 136.3. 憋泵问题 146.4. 气体或泡沫钻井 146.5. 复合钻进 157. 维护与保养 158. 常见故障及其排除方法 169. 吊运和保管 1610. 定货须知 1711. 常用螺杆钻具型号 1811.1. 多头螺杆钻具 1811.2. 单头螺杆钻具 1811.3. 空气或泡沫螺杆钻具 1912. 常用螺杆钻具技术参数及性能曲线 1913. 常用螺杆钻具打捞参数 671. 概述螺杆钻具是为定向井、水平井等钻井作业提供井下动力的钻井工具。

      它可以与牙轮钻头、金刚石钻头以及其他特殊钻头配合使用,进行直井、定向井和水平井钻井作业二十世纪八十年代以来,我厂先后成功引进美国Dyna Drill的D500、D1000和F2000三个系列螺杆钻具的先进技术经过二十几年的消化和吸收,并结合我国国情,我厂紧密与各油田钻井公司和科研院所合作,设计制造了多种型号的常规螺杆钻具、导向螺杆钻具以及用于欠平衡钻井的空气(泡沫)螺杆钻具,产品的技术参数和结构满足石油钻井的不同需求,不仅在国内市场建立了良好的声誉,在海外尤其是北美也获得了广泛的认可我们愿意凭借ISO9001质量保证体系的有效运行,为顾客提供高质量的产品同时,我们也会根据顾客的意见和建议,对产品进行不断地改进,按顾客要求设计和制造特殊规格型号、特殊技术参数、或者特殊结构的螺杆钻具本厂螺杆钻具产品的设计、制造和验收依据石油行业标准SY/T 5383—19992. 产品型号说明螺杆钻具产品的型号表示说明如下:C 5 LZ 172 × 7.0 Ⅱ — D W F G ① ②③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧⑨⑩其中各代号意义如下:① 马达形式:C:长马达D:短马达K:空气或泡沫马达省略:常规马达② 转子头数(5头)③ 产品代号(LZ)④ 钻具规格(直径,172mm)⑤ 允许使用的最大钻头水眼压降(7.0 MPa)⑥ 产品改进次数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……)⑦ 导向螺杆钻具的弯角形式:D:单弯(弯接头或弯壳体)P:大偏移距同向双弯(弯接头+弯壳体)T:同向双弯S:异向双弯(DTU)K:可调弯壳体省略:直钻具⑧ 稳定器(W:带稳定器;省略:不带稳定器)⑨ 转子中空分流(F:中空;省略:非中空)⑩ 耐温特性(G:耐温150℃;省略:120℃)3. 结构与工作原理螺杆钻具是一种以钻井液(或压缩气体)为动力源的井下动力钻具,是一种容积式马达。

      地表泥浆泵泵出的钻井液或压缩机泵出的压缩气体经过钻柱进入螺杆钻具的马达,在马达的两端形成一定的压力差,推动马达的转子旋转,并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头常规螺杆钻具包括以下组件(或功能):1) 旁通阀总成(空气/泡沫螺杆钻具除外);2) 马达总成(转子和定子);3) 万向轴总成(轴体和直壳体);4) 传动轴总成(不带稳定器);5) 上、下连接螺纹为API REG内螺纹导向螺杆钻具还可以包括以下组件(或功能),需要在定货时特殊说明:1) 定向接头(可以指定用于各种型号规格的测斜仪器);2) 弯接头(可以指定在旁通阀上部或下部);3) 特殊马达(中空、加长或气体/泡沫及耐特殊介质等,或者特殊技术参数);4) 万向轴固定弯壳体(0~3°间的固定角度);5) 万向轴地面可调弯壳体(部分型号有);6) 传动轴稳定器形式(直条、螺旋或对称、非对称等形式);7) 可换式稳定器(部分型号有);8) 特殊连接螺纹3.1. 旁通阀总成旁通阀总成由阀芯、阀套、弹簧、阀口等零件组成阀芯有两个位置:旁通位和关闭位旁通阀的开启与关闭由钻井液控制在起下钻作业过程中,泥浆泵停泵或流量较小时,旁通阀会自动开启,将钻柱内孔与环空连通。

      起钻时,钻柱内的泥浆经阀口流入环空,不会溢于井台上下钻时,环空内的泥浆经阀口进入钻柱,减少钻柱内外的压力差正常钻进时,旁通阀会自动关闭此时泥浆流经马达,把压力能转换为机械能阀 体阀 芯阀 口弹 簧阀 套阀旁通阀关闭3.2. 马达总成压 帽喷 嘴螺杆钻具的马达由定子和转子两个零件组成定子是在钢管内壁上压注并粘结牢固的橡胶衬套橡胶内孔具有螺旋面的形状转子是一根经过机械加工并经高硬度表面处理的螺杆水眼座转子和定子具有特殊的啮合关系这些啮合点沿轴向形成螺旋密封线,形成一个个密封空腔当压力液(泥浆)进入这些密封腔,并从马达的一端流到另一端时,推动转子在定子中转动时,将液压能转换为机械能螺杆钻具的转子和定子总是具有不同的头数一般来说,转子头数为1的马达(单头马达)转速高、扭矩小,而转子头数大于1的马达(多头马达)转速低、扭矩大为了增加马达的流量而又避免转速的升得过高,有的螺杆钻具的转子被做成中空形式,并在转子上安装喷嘴,使马达具有中空分流这种结构的优点是可以增加螺杆钻具的流量,缺点是会使马达特性变软,即钻头的转速将随着钻压的增加而减小(非线性),用户在选用和操作时,应当特别注意螺杆钻具的马达可以具有不同的长度(不同级数),以满足不同的使用要求。

      例如,加长马达具有很大的输出扭矩和功率,可以满足在长直井段快速钻进的需要;短马达则使螺杆钻具整机的长度缩短,可以满足较高造斜率的要求3.3. 万向轴总成万向轴上端连接马达的转子、下端连接传动轴,其作用是将做行星运动的转子和做定轴转动的传动轴连接起来,把马达的输出扭矩及转速通过传动轴传递到钻头3.4. 传动轴总成传动轴的功能是将马达的扭矩和转速传给钻头,同时要承受钻进时地层作用于钻头的轴向力和径向力,因此,其主要结构是一组轴承我厂螺杆钻具的传动轴总成有泥浆润滑和油密封等不同的结构形式常规螺杆钻具的传动轴总成,上下径向轴承为硬质合金轴承(TC轴承),中间装有一组角接触推力球轴承,具有较高的承载能力密封式传动轴的结构与上述结构相似,由于优化了内部结构设计,并且使轴承组在油密封条件下工作,使承载能力和使用时间进一步提高,适用于长井段连续钻进4. 导向螺杆钻具的主要结构导向螺杆钻具(弯螺杆钻具)是我厂为大斜度定向井以及水平井钻井而设计、制造的井下动力钻具,通常指配有不同弯壳体和稳定器的螺杆钻具导向螺杆钻具用于配合牙轮钻头或金刚石钻头,以及弯接头、无磁钻铤、稳定器和测量系统等组成不同的钻具组合,用于大斜率井的造斜、稳斜和水平井段的钻井作业。

      4.1. 弯角形式导向螺杆钻具通常具有以下弯角形式:1) 单弯(弯接头)——螺杆钻具的上部带有弯接头,弯接头由用户自备或由厂家根据用户要求提供弯接头可以安装在旁通阀上部或者旁通阀与定子之间2) 单弯(弯壳体)——万向轴壳体为单弯壳体,弯点的位置可以按用户要求设置在弯壳体的上部或者下部对于同样的角度,下部弯点的偏移距小,造斜率高 顾客没有特殊要求时,弯点设置在弯壳体的上部3) 同向双弯——万向轴壳体上具有两个方向相同的共面弯角4) 异向双弯(DTU)——万向轴壳体具有方向相反的两个共面角度,通常下部弯角的度数是上部弯角度数的两倍这种结构具有弯角大而偏移距小的特点,造斜率高5) 大偏移距同向双弯——螺杆钻具上部为弯接头,万向轴壳体为单弯壳体,两角度同向共面我厂弯螺杆钻具在弯点处有标记槽和刻线,标记槽内标示出弯点的角度数值,刻线表示弯角方向(高边),供用户现场识别4.2. 可调弯壳体我厂部分型号导向螺杆钻具可以选配地面可调角度弯壳体(单弯壳体),方便顾客根据钻井需要在现场改变弯壳体角度,具有较大的灵活性可调弯壳体的角度调整范围为0~3°,分级调整,壳体上的刻线同时指示角度和高边上接头标记槽工具面角度标记中筒体下接头①松扣③紧扣②调角度可调弯壳体结构示意图 可调弯壳体角度调整步骤 注意:可调弯壳体上扣扭矩请精确参照下表。

      可调弯壳体上扣扭矩螺杆钻具型号 外径mm(inch)上扣扭矩 N•m(ft.lbs)95mm (3 3/4inch)3500N•m (2580ft.lbs)100mm (3 7/8inch)120mm (4 3/4inch)8500~9300N•m (6270~6860ft.lbs)127mm (5 inch)165mm (6 1/2inch)30500N•m (22500ft.lbs)172mm (6 3/4inch)197mm (7 3/4inch)40650N•m(30000ft.lbs)203mm (8inch)216mm (8 1/2inch)61000N•m (45000ft.lbs)244mm (9 5/8inch)4.3. 稳定器结构螺旋稳定器 直条稳定器 直条稳定器球形稳定器 直条非对称稳定器 直条非对称稳定器导向螺杆钻具与常规螺杆钻具的另一个不同之处在于导向螺杆钻具的传动轴壳体上带有不同形式的稳定器常用的稳定器形式包括:① 螺旋稳定器(三翼片、五翼片等);② 对称直条稳定器(五翼片均布);③ 非对称直条稳定器; ④ 贴片稳定器; 稳定器的形式和外径尺寸对造斜或稳斜的效果影响较大,用户在选用导向螺杆钻具时,应对此予以重视。

      4.4. 可换稳定器为了满足钻井使用要求,有些规格的产品可以配备可换稳定器,顾客可以在井场根据钻井情况随时更换适宜的稳定器5. 螺杆钻具的使用5.1. 工作条件与技术参数螺杆钻具的使用效果和使用时间,与螺杆钻具的选型、现场工况以及操作人员的使用密切相关因此,操作人员有必要了解以下有关事项5.1.1 钻井液本厂螺杆钻具主要适用于以水基泥浆或油基泥浆为工作介质的石油钻(修)井作业为了提高一次下井连续工作时间(MTBF),应当对钻井液进行有效的分离净化,使其具有尽可能低的固相含量一般要求泥浆密度不大于1.25,泥浆含砂量不大于0.5%泥浆中固相含量过高,或者含有大量芳香烃类轻质组分,会影响马达的使用时间泥浆的PH值最好在8~10.5之间,PH值过低会对螺杆钻具的零件产生破坏作用,缩短螺杆钻具的使用寿命5.1.2 井底温度螺杆钻具产品的马达定子内有橡胶衬套,由于橡胶材料对温度比较敏感,所以井底温度是影响螺杆钻具使用效果的重要因素,在选用螺杆钻具时应该对井底温度予以足够的重视北京石油机械厂螺杆钻具产品按其适用的工作温度分为常规螺杆钻具和耐高温螺杆钻具两种型式,二者的区别除定子橡胶配方有所不。

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