井下動(dòng)力鉆具1.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

井下動(dòng)力鉆具在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已被確定為定向井、叢式井、大斜度井、水平井和搶險(xiǎn)救援井的最佳鉆井工具之一。前蘇聯(lián)有80余年使用電動(dòng)鉆具和渦輪鉆具的豐富經(jīng)驗(yàn)，在蘇聯(lián)解體前，渦輪鉆具的年鉆井進(jìn)尺占全蘇總鉆井進(jìn)尺的76%~80%，解體后的獨(dú)聯(lián)體，渦輪鉆具的年鉆井進(jìn)尺仍為總鉆井進(jìn)尺的70%以上，螺桿鉆具的年鉆井進(jìn)尺占總進(jìn)尺的5%一10%。

井下動(dòng)力鉆具在提高機(jī)械鉆速、增加單只鉆頭進(jìn)尺、減少每米鉆井成本、實(shí)現(xiàn)井身軌跡的定向控制和快速準(zhǔn)確中靶以及確保井身質(zhì)量和鉆井安全性等方面，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井相比，具有極大的優(yōu)越性。

一般井下動(dòng)力鉆具主要有三種,一是容積式螺桿鉆具,二是葉片式渦輪鉆具,三是電動(dòng)鉆具。由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn),新材料和新技術(shù)的應(yīng)用,這三種井下鉆具都有各自的優(yōu)點(diǎn),在不同時(shí)期都得到交替上升的迅速發(fā)展。

改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)油氣鉆井新技術(shù)的應(yīng)用獲得了重要的進(jìn)展。定向井、水平井、多分支井技術(shù)提高了鉆探成功率和效益,推動(dòng)了井下動(dòng)力鉆具的發(fā)展應(yīng)用。此外,小井眼鉆井、套管開(kāi)窗側(cè)鉆、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、連續(xù)油管鉆井等技術(shù)亦得到一定程度的開(kāi)發(fā)和利用,也需要井下動(dòng)力鉆具有相應(yīng)的發(fā)展。我國(guó)油氣鉆井成本偏高,建井周期長(zhǎng),轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井的平均機(jī)械鉆速過(guò)低。發(fā)展深井、超深井與高溫、高壓、高地應(yīng)力條件下提高鉆井效率的技術(shù)也是我國(guó)油氣鉆井發(fā)展的趨勢(shì)。深井的年鉆井比例達(dá)30%以上,且增長(zhǎng)趨勢(shì)較大,而中深井的數(shù)量更大。要改變深井中后1/3的鉆井工作量占全井2/3的鉆井時(shí)間的狀況,采用井下動(dòng)力鉆具鉆井,尤其是推廣應(yīng)用新型渦輪鉆井技術(shù),無(wú)疑是最經(jīng)濟(jì)的選擇。

井下動(dòng)力鉆具螺桿鉆具

1.螺桿鉆具是smithInternational總公司根據(jù)Moineau泵原理設(shè)計(jì)的，它克服了渦輪鉆具的某些弱點(diǎn)。在性能上，具有低速、大扭矩的特征，壓力降在4MPa以下，單瓣(或稱(chēng)單頭、單線)螺桿鉆具的輸出轉(zhuǎn)速低于400r/min，多瓣螺桿鉆具的輸出轉(zhuǎn)速為90-150r/min，適合與牙輪鉆頭配套鉆井。在結(jié)構(gòu)上，具有零件少、裝配簡(jiǎn)單、維修工作量小的特點(diǎn)，小尺寸規(guī)格的鉆具也容易制作。整機(jī)長(zhǎng)度6~sm，比較適合于鉆定向井和叢式井的工藝要求。

井下動(dòng)力鉆具電動(dòng)鉆具

2.電動(dòng)鉆具的輸出轉(zhuǎn)速在1200r/min以上，多級(jí)減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，井下電動(dòng)機(jī)的絕緣和密封性能要求高。電樞繞組失效后，修復(fù)困難。特別是三牙輪鉆頭的縱向振動(dòng)厲害，電動(dòng)鉆具的工況惡劣，使用壽命僅有30~40小時(shí)。40年代末，電動(dòng)鉆具隨著渦輪鉆具的發(fā)展而逐漸被淘汰。在西方國(guó)家，電動(dòng)鉆具現(xiàn)已基本絕跡。在獨(dú)聯(lián)體，僅有少數(shù)井隊(duì)使用電動(dòng)鉆具鉆水平井和大斜度延伸井，年鉆井進(jìn)尺不到渦輪鉆具鉆井進(jìn)尺的1%。

井下動(dòng)力鉆具渦輪鉆具

3.渦輪鉆具的優(yōu)點(diǎn)是:具有高速大扭矩的軟特性,無(wú)橫向振動(dòng),機(jī)械鉆速高;全金屬的渦輪鉆具耐高溫,適宜于深井和高溫環(huán)境下作業(yè);對(duì)油基鉆井液不敏感,能適應(yīng)在高密度的鉆井液中工作。缺點(diǎn)是:鉆具較長(zhǎng),鉆頭的適用范圍小(減速渦輪鉆具除外);安裝調(diào)整軸向間隙較繁瑣。

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