井下動力鉆具3.用途

改革開放以來,我國油氣鉆井新技術(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,推動了井下動力鉆具的發(fā)展應(yīng)用。此外,小井眼鉆井、套管開窗側(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發(fā)和利用,也需要井下動力鉆具有相應(yīng)的發(fā)展。我國油氣鉆井成本偏高,建井周期長,轉(zhuǎn)盤鉆井的平均機械鉆速過低。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)也是我國油氣鉆井發(fā)展的趨勢。深井的年鉆井比例達(dá)30%以上,且增長趨勢較大,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的鉆井時間的狀況,采用井下動力鉆具鉆井,尤其是推廣應(yīng)用新型渦輪鉆井技術(shù),無疑是最經(jīng)濟的選擇。

一般井下動力鉆具主要有三種,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,在不同時期都得到交替上升的迅速發(fā)展。

井下動力鉆具在西方發(fā)達(dá)國家已被確定為定向井、叢式井、大斜度井、水平井和搶險救援井的最佳鉆井工具之一。前蘇聯(lián)有80余年使用電動鉆具和渦輪鉆具的豐富經(jīng)驗，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%。

井下動力鉆具在提高機械鉆速、增加單只鉆頭進(jìn)尺、減少每米鉆井成本、實現(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)盤鉆井相比，具有極大的優(yōu)越性。

井下動力鉆具螺桿鉆具

1.螺桿鉆具是smithInternational總公司根據(jù)Moineau泵原理設(shè)計的，它克服了渦輪鉆具的某些弱點。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、裝配簡單、維修工作量小的特點，小尺寸規(guī)格的鉆具也容易制作。整機長度6~sm，比較適合于鉆定向井和叢式井的工藝要求。

井下動力鉆具電動鉆具

2.電動鉆具的輸出轉(zhuǎn)速在1200r/min以上，多級減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，井下電動機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厲害，電動鉆具的工況惡劣，使用壽命僅有30~40小時。40年代末，電動鉆具隨著渦輪鉆具的發(fā)展而逐漸被淘汰。在西方國家，電動鉆具現(xiàn)已基本絕跡。在獨聯(lián)體，僅有少數(shù)井隊使用電動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%。

井下動力鉆具渦輪鉆具

3.渦輪鉆具的優(yōu)點是:具有高速大扭矩的軟特性,無橫向振動,機械鉆速高;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。缺點是:鉆具較長,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。

《螺桿泵與井下螺桿鉆具》側(cè)重于螺桿泵的實際應(yīng)用，根據(jù)螺標(biāo)泵在使用中的需要，系統(tǒng)講解了螺桿泵的基本原理、分類、設(shè)計參數(shù)、應(yīng)用準(zhǔn)則、安裝實例和故障維修。《螺桿泵與井下螺桿鉆具》適合螺桿泵的設(shè)計、使用人員，高校相關(guān)專業(yè)的師生使用。