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鑽石油鑽井用什麼螺桿好

發布時間: 2023-05-11 05:20:37

❶ 石油鑽桿是什麼材質的 石油鑽桿的介紹

1、石油鑽桿是扎制的無縫鋼管。為了加強管體與接頭的連接強度, 在鑽桿管體兩端鐓粗加厚。

2、鑽桿是一種尾部帶有螺紋的鋼管,用於連接鑽機地表設備和位於鑽井底端鑽磨設備或底孔裝置。鑽桿的用途是將鑽探泥漿運送到鑽頭,並與鑽頭一起提高、降低或旋轉底孔裝置。鑽桿必須能夠承受巨大的內外壓、扭曲、彎曲和振動。在油氣的開采和提煉過程中,鑽桿可以多次使用。鑽桿分為方鑽桿、鑽桿和加重鑽桿三類。連接次序為方鑽桿(1根)+鑽桿(n根,由井深決定)+加重鑽桿(n根,由鑽具組合設計決定)。

❷ 油田鑽井的鑽桿算什麼類型的鋼材

API標準的E75到S135鋼級,外徑從2 3/8″到6 5/8″的系列石油鑽桿以及具有高抗扭性能的雙台肩接頭鑽桿和用於含硫油井的特殊鋼級的BNK C95S鑽桿。主要適用於油氣勘探開發過程中的深井、水平井和大位移井的施工中。

❸ 在石油開采中,什麼樣的油井適合用電泵什麼樣的用螺桿泵二者有何區別

液量高,一般100方以上的井適合電泵,電泵非常費電!螺桿泵省電,但也只適用於供液情況好的井,否則容易磨泵,燒泵!我想兩者還有個顯著區別就是電泵所適用的最大液量更大些吧!

❹ 石油鑽井應該用什麼泵哪家的質量比較好大家知道不

螺桿泵是容積式轉子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來吸入和排出液體的。螺桿泵按螺桿數目分為單螺桿泵、雙、三和五螺桿泵滾拍枯。螺桿泵的特點是流量平穩、壓力脈動小、有自吸能力、雜訊低、效率高、壽命長、工作可靠;而其突出的優點是輸送介質時不形成渦流、對介質的粘性不敏感,可輸送高賀塌粘度介質。去官大洞網看下,有高級工程師幫您解答。

❺ 懂石油鑽井技術的進

我不知道你們是想通過吊打糾斜,還是轉盤定向來實現?

1、吊打糾斜,搞不懂吊打糾斜為什麼要帶雙扶正器,應該用直螺桿小鑽壓糾斜;
2、雙扶正器螺桿,螺桿本身的尺寸一般都比常規扶正器小2mm-4mm,例如216井眼,我們一般用214mm常規扶正器,在螺桿上尺寸一般為212或210mm。
3、你下雙扶正器如果採取復合鑽進,只能起到穩斜的作用,而且井斜可能越來越大。
4、如果採取轉盤定向的話,下彎螺桿,螺桿本身的扶正器尺寸與螺桿上部的常規扶正器尺寸不要超過2mm

❻ 螺桿鑽具技術方案研究

3.1.1 超深井螺桿鑽具性能參數優化方案研究

常規螺桿鑽具的性能參數對鑽進至關重要。同樣,超深井螺桿鑽具的性能參數關繫到超深井的鑽井成本甚至超深井的鑽井成敗。借燃培陪鑒常規螺桿鑽具的性能參數方程,得到超深井條件下的超深井螺桿鑽具的性能參數方程如下:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

以上式中:AG為過流面積,mm2;q為每轉排量,mm3/r;M為螺桿馬達的理論輸出扭矩,N·m;n為螺桿馬達輸出轉速,r/s;G為轉子所產生的軸向合力,N;Fg為轉子轉動時產生的離心力,N;vmax為轉子與定子間的最大滑動速度,mm/s;Ls為定轉子密封線總長度,mm;N為轉子頭數;E為轉子偏心距,mm;ru為等距半徑,mm;Ts為定子導程,mm;h為定轉子螺距,mm;k為螺桿馬達級數,一般3~6級;ΔP為螺桿馬達推薦的每級工作壓力,一般取0.6~0.8MPa,在超深井工況下,雖然是高壓力情況,但是對於壓力降可以保持不變;Q為流經鑽具動力系統的液體流量,mm3/s;μ為軸向力系數,其值由實驗確定,設計時取1.0~1.1;ρ為轉子質量密度,kg/cm3

從上面的式子中,中正得出它們是多變數的參數方程。由於相互關系復雜,不是簡單的線型關系,中間還涉及諸多的限制條件,要想對涉及上面式子的問題進行參數優化必須採用系統的方法才能解決問題。為此,專門研究一套超深井螺桿鑽具的參數優化的方法是有必要的。

超深井螺桿鑽具參數優化過程就是一個數學建模,並求解的過程。這個數學模型是限定條件下的多目標函數的極值問題。多目標優化問題必須轉化為單目標優化才能解決,這里利用層次分析法將多目標優化問題轉換成單目標優化問題。思路是,根據各單目標函數在所構造的總體目標函數中所佔的權重,構造一個單目標函數,將多目標函數優化問題轉換成單目標函數優化問題。從而最終解決工程實際問題。將上面的方法歸納總結成圖3.1。

圖3.1 超深井螺桿鑽具性能參數優化流程圖

利用層次分析法解決超深井螺桿鑽具參數優化問題,具體步驟如下:

第一步,建立螺桿鑽具參數優化層次結構模型,如圖3.2所示。

圖3.2 螺桿鑽具參數優化層次結構模型

第二步,構造判斷矩陣。各方案的評價指標如表3.1所示。

表3.1 螺桿鑽具參數優選各方案的評價指標

根據結構模型,建立C層各元素相對O層的比較矩陣:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

P層各元素相對C層的成對比較矩陣為:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

第三步,我們應用matlab軟體求解矩陣A的特徵值。具體計算過程略。矩陣A的最大特徵值λmax=5.1561,對應的列向量為,將其歸一化:得到對應的歸一化特徵向量。接下來計算B1,B2,B3,B4,B5的最大特徵值,及其對應的歸一化特徵向量。

B1,B2,B3,B4,B5的最大特徵值及其相應的列向量分別為

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

將其歸一化(採用規范列平均法),得:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

第四步,我們對其進行一致性檢驗。

n=4,RI=0.90,代入數值,得到下面的結果:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

上述指標具有滿意的一致性。

根據層次分析法列表3.2如下:

表3.2 層次分析法螺桿鑽具參數優選各參數權重

由上表我們知道,P1,P2,P3,P4分別占權重26.1163%,15.5163%,32.8938%,25.4735%。

下面將利用lingo優化軟皮蠢件,對螺桿馬達的相關參數進行優化。

首先將超深井螺桿鑽具的參數優化問題建立一個數學模型。超深井螺桿鑽具的性能主要和超深井螺桿馬達的性能密切相關。為此,只要使螺桿馬達的性能達到最優,那麼螺桿鑽具的性能自然也達到了優化的目的。超深井螺桿馬達的性能參數主要是自轉轉速和輸出扭矩。對於過流面積,當馬達結構確定之後,過流面積就確定了。根據lingo解題的一般步驟。建立數學模型如下:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

約束條件過多,相互之間也可能會出現矛盾;約束條件過少,也可能解不出正確解。為此我們必須合理選擇約束條件。具體的解題過程略。

螺桿鑽具轉子頭數與輸出扭矩和輸出轉速之間的關系。通過得到的數據,如表3.3所示。

表3.3 螺桿鑽具的輸出扭矩及輸出轉速與螺桿馬達轉子頭數間的關系

為了更加直觀的得出馬達轉子頭數與馬達輸出扭矩和馬達轉速的關系,製作折線圖3.3。由圖3.3可以清晰地看出,馬達的轉子頭數越多,馬達輸出扭矩越大,馬達的輸出轉速越小。

優化後得到的結果是,轉子頭數為5。經分析,轉子頭數不是主要因素,轉子頭數選擇多少都是可以的,實際情況是,轉子頭數從少到多,都有現成的產品應用於鑽井現場。充分說明了轉子頭數不是螺桿馬達參數優化的主要因素。這里選用馬達轉子頭數取5的結果。剩下的三個參數,馬達偏心距取2.5819mm,等距半徑取4.008579mm,轉子螺距取46.47916mm,此時得到的馬達的輸出扭矩為100N·m,馬達的輸出轉速為5.7296r/s。

圖3.3 螺桿鑽具的輸出扭矩及輸出轉速與螺桿馬達轉子頭數間的關系

轉子產生的軸向力為7045.6N,轉子離心力離心力為27.6333N,轉子與定子間最大滑動速度為1073.8mm/s,定轉子副密封線總長度為2011.3mm。得到的值比文獻中的優化結果絕大部分都要好。

超深井螺桿鑽具的參數優化的結果,得到了符合實際需求的超深井螺桿鑽具的結構參數。超深井螺桿鑽具的結構參數主要表現形式就是超深井螺桿馬達的線型。下面我們將採取生動形象的形式對超深井螺桿馬達線型進行系統深入的研究。

超深井螺桿鑽具的性能參數優化,涉及超深井螺桿鑽具的工作原理、以及實際鑽井作業的工況,要解決這個系統的問題,需要的是系統的方法。本章從已有的螺桿鑽具的性能參數方程出發,利用層次分析法計算出各目標函數在總目標中所佔的權重,構成一個容易解決的單目標函數優化問題,從而利用目標優化軟體,得出了最後的結果。並將結果與實際值進行對比,發現,得到的優化結果比較理想。從側面證明了這種超深井螺桿鑽具的性能參數優化方法是切實可行的。

本方法也存在一些不足,層次分析法,需要有豐富的現場工作經驗才能准確把握目標函數間的相對作用大小;其次,本優化方法中使用了好幾種軟體,對操作人員計算機有一定要求。

3.1.2 超深井螺桿馬達線型可視化研究

超深井螺桿馬達是超深井螺桿鑽具的動力機構。超深井螺桿鑽具的性能優劣主要取決於動力機構的性能。超深井螺桿馬達,由定子和轉子組成。如果排除材料及加工工藝對超深井螺桿馬達的性能造成的影響,剩下決定超深井螺桿馬達優劣的因素主要就是超深井螺桿馬達的線型。超深井螺桿馬達的線型研究,主要內容是推導出適合超深井鑽井作業使用的超深井螺桿馬達採用的線型。常規的線型研究方法的思路如圖3.4所示:

圖3.4 馬達線型研究一般方法

這種研究馬達線型的方法也成為逆解法。它的精髓在於先找出符合條件的馬達線型,通過計算對比,逐步優選,最終找到合適的馬達線型。

常規的馬達線型,是以動圓在定圓內外滾動形成的骨線,然後將此骨線做等距線。為了使馬達線型的生成過程直觀形象。利用尺規作圖軟體幾何畫板,對各種馬達線型進行動態生成。主要是對常規的內擺線馬達線型、長幅內擺線線型、短幅內擺線線型以及相應的等距線型和普通外擺線線型、長幅外擺線線型、短幅外擺線線型以及相應的等距線型進行動畫演示。從直觀上首先判斷一下各種線型的優劣。然後將其量化,由定性分析到定量分析,最後得到符合實際使用要求的最合理的馬達線型。

普通內擺線等距線型是一種較早應用於實踐的線型。普通內擺線等距線型就是在普通內擺線的基礎上再作等距線。等距線的作法是,在骨線的基礎上任意選擇一個點,以該點為圓心,以制定的長度為半徑作無數個圓,這些圓的外包絡線就是普通內擺線等距線。普通內擺線的骨線方程,可以用參數形式表示如下:

科學超深井鑽探技術方案預研究專題成果報告(上冊)

式中:R為導圓半徑;r為滾圓半徑;θ為導圓滾角。

為了能夠得到封閉的具有周期性規律的內擺線,導圓半徑和滾圓半徑之間必須滿足一定的要求。這個要求就是導圓半徑必須是滾圓半徑的整數倍。為了研究問題的方便,令滾圓半徑為1,令導圓半徑為N。當N從2取到4的時候,得到的普通內擺線如圖3.5所示。

圖3.5 各種頭數的普通內擺線線型

幾何畫板是一個基於尺規作圖的軟體。理論上所有的歐式幾何圖形都能利用幾何畫板繪制。幾何畫板的動畫、追蹤等功能,為我們更好地理解並把握圖形生成過程中元素間的幾何關系提供了強有力的手段。

從上圖可以看出,上面所有的普通的內擺線都不能作為馬達的轉子(或定子)的線型,因為在尖角處不夠圓滑。為了解決這個問題,我們採用等距線型如圖3.6~圖3.8所示。我們採用半徑為0.5的等距線(等距半徑具體取多少,需要經過專門的計算)。

圖3.6 內擺線等距線型

圖3.7 內擺線等距線型

圖3.8 內擺線等距線型

由上面一系列圖我們看到,普通內擺線的部分拐點處曲率過大,曲率過大不利於轉子在定子中運動時的密封,當把對普通內擺線做等距線之後,明顯改善了拐點處的曲率。即,等距線型是螺桿馬達線型中非常重要的一種線型。

當我們確定了轉子的線型之後,根據馬達線型的基本要求,轉子和定子線型相互共軛,只要給定轉子的行星運動參數,那麼就能唯一地確定定子的線型。以普通內擺線作為轉子的線型。當給定轉子的運動參數之後,對轉子的軌跡進行追蹤,得到的藍色曲面的外輪廓線即為該轉子對應的共軛定子線型,如圖3.9所示。

圖3.9 轉子做行星運動時跟蹤轉子軌跡得到的定子線型

圖3.10 利用幾何畫板生成短幅內擺線的動畫截圖

圖3.11 利用幾何畫板生成長幅內擺線的動畫截圖

圖3.12 利用幾何畫板生成長幅內擺線等距線的動畫截圖

通過對內擺線的生成動畫化(圖3.10~圖3.12),我們得出了顯而易見的結論,內擺線中能作為馬達線型的是普通內擺線等距線型和短幅內擺線等距線型。長幅內擺線及其等距線不能作為馬達的線型的候選線型。

外擺線和內擺線形成方式相似,區別在於外擺線滾圓在導圓的外部。外擺線的各種形式如圖3.13所示。

圖3.13 長幅外擺線型(a)、長幅外擺線等距線型(b)、短幅外擺線型(c)、短幅外擺線等距線型(d)

內擺線和外擺線都有各自的優點,也都有各自的缺點。為了兼有兩者的優點,我們採取將二者結合的一種曲線,稱為內外擺線法線型。內外擺線法線型是一種分段函數。函數圖像是兩種曲線的疊加。函數方程是兩個方程的疊加。

通過對超深井螺桿馬達線型的可視化,當我們選用超深井螺桿馬達線型的時候,首先從視覺上就能進行初步的排除,對那些局部打結,存在結構尖角,曲線不連續,不夠圓滑的超深井螺桿馬達線型首先進行排除。

另外我們可以對所有能夠繪制的超深井螺桿馬達線型,通過方程驅動,從而在諸如matlab數值軟體中得到所有的超深井馬達線型曲線的一定密度的數據點。根據這些數據點在cad軟體中,繪制出相對精確的超深井螺桿馬達線型曲線。或者利用這些數據點在有限元分析軟體ansys中建立超深井螺桿馬達的平面模型,通過其他操作,拉升,扭轉,最終得到符合實際的超深井螺桿馬達模型,然後通過設置高溫高壓的鑽井工況,給定鑽進參數,對超深井螺桿鑽具的核心部件超深井螺桿馬達進行超深井鑽井模擬。這個工作,是在現實試驗條件受限的情況下對超深井螺桿鑽具進行系統研究的切實可行的手段。

超深井螺桿鑽具和普通螺桿鑽具的區別就是高溫高壓。制約普通螺桿鑽具應用於超深井的最主要的因素就是高溫。下面章節將著重研究高溫條件下螺桿鑽具的性能及使用壽命問題。

超深井螺桿馬達線型研究是超深井螺桿鑽具研究中的重要組成部分。超深井螺桿馬達的可視化研究為超深井螺桿馬達線型研究提供了形象直觀的圖像。

首先給出了線型研究的一般方法,超深井螺桿馬達的線型研究也遵循此法。接著對各種常見的超深井馬達線型進行可視化實現,擺線就是當滾圓在定圓內(或者外)做純滾動,滾圓上(或者內或者外)一點在這個滾動過程中所形成的軌跡。在實現的過程中,從擺線的形成機理出發,繪制出了所有類型的擺線。通過繪制結果,直觀得到線型的優劣,為線型選擇提供依據,同時可以看出某些擺線由於打結不能用於製作超深井螺桿馬達的線型。

3.1.3 應用於高溫高壓環境下螺桿鑽具的技術措施

(1)預輪廓定子螺桿鑽具

預輪廓定子的核心技術是在定子鋼體上加工出預輪廓定子線型,使定子橡膠接近等壁厚形狀(如圖3.14所示),橡膠在擁有剛體骨架後改變了其螺桿鑽具的輸出性能。

圖3.14 常規定子與預輪廓定子圖

通常,預輪廓定子螺桿鑽具的承壓能力比常規螺桿鑽具提高50%~100%,表3.4給出相同頭數、相同導程且過盈量分別為0.5mm和0.2mm下馬達壓降台架試驗的數值對比。從表3.4數據可以看出,預輪廓定子螺桿鑽具承壓值遠高於普通螺桿鑽具,表明他轉化壓力能為機械能的能力比普通螺桿鑽具大得多。

表3.4 相同設計參數的螺桿鑽具加壓值對比

台架試驗表明,在相同設計、同等長度下,預輪廓定子螺桿鑽具的輸出扭矩比常規螺桿鑽具增大約1倍。同時,螺桿鑽具的效率也得到了提高。

預輪廓螺桿鑽具有利於減少遲滯熱的聚集,防止局部升溫。螺桿鑽具橡膠屬於黏彈性材料,在吸收高溫泥漿熱量的同時,將壓力能轉化為機械能的變形過程中還不斷地產生熱量,熱量集中在瓣型根部形成遲滯熱,遲滯熱如果不能及時散去會造成局部升溫,進而造成局部橡膠老化,預輪廓橡膠螺桿鑽具由於其壁厚相等,散熱均勻,所以不容易形成遲滯熱。圖3.15為預輪廓定子和常規定子溫升試驗對比圖,表明預輪廓定子相對薄的橡膠層產生熱更少,熱量散失更快,減少了遲滯熱生成和定子掉塊幾率,使螺桿鑽具能夠工作在更高溫度下。

圖3.15 常規馬達與預輪廓馬達定子溫升對比圖

(2)耐高溫定子橡膠

在研製耐高溫的定子橡膠配方方面,北京石油機械廠已經取得了重大突破。北京石油機械廠已經成功研製出耐溫210 ℃且其他性能未受影響的橡膠配方,並在基礎上成功研製出C5LZ172×7.0 Ⅱ-G型耐高溫長壽命螺桿鑽具,目前該螺桿鑽具已經成功應用於6000m深井中,在130 ℃環境下連續工作155h。

超深井螺桿鑽具,要求的耐溫上限更高。必須尋找耐溫值更高的橡膠配方。首先我們從常見的橡膠中選取耐高溫橡膠。常用橡膠的物理力學性能如表3.5所示。

表3.5 常用橡膠的種類及性能

從表3.5我們看出,最高使用溫度為170℃的丁腈橡膠和丁基橡膠可以首先考慮,井下井況復雜,深井鑽進過程中,起下鑽具是一件非常浪費時間的事情,為了減小起下鑽具的次數,也為了提高經濟效益,我們希望井下的螺桿鑽具的壽命能夠越長越好,這樣螺桿鑽具中高溫情況下使用的瓶頸的橡膠材料就不只是能耐多高溫度的問題,而應該詳細敘述為長時間工況下耐多少度的高溫問題。尋著這個思路出發,發現滿足這種要求的是丁基橡膠,它在常用時能夠抵抗150℃的高溫。將這個溫度對應到合適地層,應該是5000m左右。也就是說對於5000m左右的深井我們採用丁基橡膠可以解決這個深度鑽井問題。

對於5000~7000m,如果僅僅只是採用丁基橡膠,顯然是不能解決問題。目前有一種,增大螺桿鑽具的過流面積,採用鑽井液降低井底溫度新的中空螺桿馬達可能是一個比較好的選擇。將螺桿馬達襯里材料換成丁基橡膠並將螺桿馬達的轉子製作成中空的形式。可以解決6000m左右的螺桿鑽具鑽井問題。

氟橡膠具有優異的耐高溫、耐氧化、耐油和耐化學葯品性,是適合於現代航空航天、導彈、火箭等尖端科技領域及其他工業的特種彈性體。從表3.6可以看出,採用氟橡膠可以進一步提高螺桿鑽具的就用井深,但對於12000m的孔深仍有一定差距。

表3.6 氟橡膠主要性能

(3)陶瓷軸承

陶瓷軸承在傳動軸的應用。陶瓷球軸承針對國防工業中惡劣環境下的調整、重載、低溫、無潤滑工況而開發,是新材料、新工藝、新結構的完美結合。將其轉化為民用技術,陶瓷軸承可以完全覆蓋現在的精密、中速以上全鋼軸承的所有應用領域。陶瓷軸承的性能價格比遠遠優於全鋼軸承,壽命可比現在使用的軸承壽命提高3倍以上。與軸承鋼性能比較,自重是軸承鋼的30%~40%,可減少因離心力產生的動體載荷的增加和打滑。因耐磨,轉速是軸承鋼的1.3~1.5倍,可減少因高速旋轉產生的溝道表面損傷。彈性模量高於軸承鋼的1.5倍,受力彈性小,可減少因載荷高所產生的變形。硬度是軸承鋼的1倍,可減少磨損。抗壓是軸承鋼的5~7倍。熱膨脹系數小於軸承鋼20%。摩擦系數小於軸承鋼的30%,可減少因摩擦產生的熱量,可減少因高溫引起的軸承提前剝落失效。抗拉、抗彎與金屬同等。

由於陶瓷軸承具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電、絕緣、無油自潤滑、高轉速等特性,所以將其應用於螺桿鑽具會大幅提高傳動軸性能及使用壽命。萬向軸與馬達定子、轉子也是螺桿鑽具容易壞的部件,由於轉子目前都採用鋼材料,鑽井時轉子大部分重量都壓到萬向軸及定子塑膠部分,這就使得萬向軸、定子塑膠承受壓力過大,更容易磨損,轉子和萬向軸都浸泡在泥漿里,轉子也容易被腐蝕。

(4)鋁合金轉子

鋁合金是指以鋁為基的總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。一些鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。不同牌號的鋁合金有不同的用途,根據螺桿鑽具的型號及應用情況選擇合適的鋁合金材料作為馬達轉子(表面採用鍍鉻處理),可以有效減輕轉子重量,減輕對定子塑膠及萬向軸的壓力,同時提高轉子的耐腐蝕性能,從而提高螺桿鑽具馬達及萬向軸的使用壽命。

(5)高強度連接螺紋

以往設計的螺桿鑽具一般首選API螺紋,不同的只是改變螺紋的錐度,但隨著鑽井深度的增加,鑽具的安全性的上扣扭矩越來越大,原來螺紋的上扣扭矩、密封性及採用的材料不能適應新的需要,必須重新考慮螺紋及材料的設計和選型。超深井螺桿鑽具螺紋脫扣最容易發生子在螺桿鑽具輸出最大扭矩的時候,為了避免超深井螺桿鑽具脫扣事故的發生,要求司鑽平穩送鑽,密切關注井底壓力變化,始終保持超深井螺桿鑽具鑽進過程平穩,使超深井螺桿鑽具轉動時產生的反轉扭矩小於螺紋脫扣扭矩的最小值。

❼ 螺桿鑽具國內外研究現狀

美國在20世紀50年代中期開始研製螺桿鑽具,1962年用於生產,有迪納鑽具(Dyna Drill)公司,納維鑽具(Navi Drill)公司和波斯鑽具等。目前,螺桿鑽具的發展主要以美、英、法、原蘇聯等國為代表。國內螺桿鑽具的研製起步較晚,從20世紀80 年代中後期形成一定規模到目前常規螺桿鑽具已規格化、系列化,各主要生產廠家中大港、北京、德州等廠家產品已覆蓋國內絕大部分市場。在工作壽命、易損件耐磨性、特種螺桿的設計製造等方面與國外有一定的差距。國內馬達數一般為4級,不能完全滿足水平井等一些特殊工藝的需要,短半徑水平井鑽井作業的鑽具在國內尚屬空白,作為短半徑水平井的鉸接馬達,國內也只處於研究階段。

國外螺桿鑽具的生產廠家主要集中在美國和加拿大。西方國家從事螺桿鑽具製造的公司主要有:Baker Hughse 公司、Telco(美國)、DERCO(加拿大)、ANADRILL(美國),National Oilwell Inc(美國)、Nryrfor-Weir Ltd(法英誇國聯營)、Simth公司以及DANA-DRILL公司、DRILL MOTOR SERVICES 公司。另外還有許多研究機構像蘇聯VNIIBT、ВНИИВТ彼爾姆分院、法國石油研究院(IFP)。國外螺桿鑽具壽命一般都在200~300h以上,主要以美國的產品為代表,著名的品牌有Dyna-Drill、Navi-Drill、Power Park、Speey-sun、д型鑽具。Anadrill公司的螺桿鑽具自1991年問世以來,採用了先進技術,是當今最好的馬達,螺桿鑽具的外徑從73mm~287.5mm可選。

國內生產螺桿鑽具的廠家有十多個,主要有大港油田中成公司、北京石油機械廠、德州石油機械廠、貴州高峰機械廠、天津立林石油機械有限公司及山東濰坊等,研究機構有中國石油大學(華東)、中國科學技術研究院、北京石油勘探開發研究院、西南石油大學等。國內螺桿鑽具壽命一般都在100~200h之間,也已形成規格化、系列化。螺桿鑽具從Φ60mm~Φ244mm各種規格,配有可調彎殼體(AKO)、可換扶正器,基本能夠滿足國內各種鑽漏激臘井返滑、修井作業。

隨著螺桿鑽具研發技術水平的提高,加之新材料、新工藝的不斷涌現,螺桿鑽具的泵體技術發展較快,出現了以下幾類能夠解決專項問題、滿足不同需要的螺桿鑽具。

1)長壽命螺桿鑽具:Dyna-Drill 公司成功研製出硬對硬的PDC止推軸承用於F2000型螺桿鑽具,使傳動軸總成的壽命得到很大的提高,使用壽命可達200~300h。國內由於馬達壽命和傳動軸壽命短,造成螺桿鑽具壽命在100~200h。

2)低速大扭矩螺桿鑽具:這種螺桿鑽具的低速大扭矩特性將很好地配合牙輪鑽頭和PDC鑽頭的改進、能夠有效地延長鑽頭的使用壽命和增加機械鑽速。可通過多種結構來實現,其中典型的結構有3種:①加長馬達,也稱多級馬達。就是把動力段加長,使馬達的輸出扭矩增加。貝克·休斯公司生產的XL系列加長馬達在許多國家和地區得到應用。②串聯多級馬達(DPS-PDM)。串聯馬達的動力段總成增加了一節動力段,中間用一鈦撓性軸相連,使馬達輸出的扭矩和功率增加。③多頭螺桿,加拿大的DRECO公司TRGDRILL型螺桿鑽具由單頭螺桿與行星齒輪減速器和支撐節組成,在保持高的馬達效率的同時,實現低速大扭矩。中空轉子馬達大斜度井和水平井需要大排量洗井以利於清砂,實心轉子馬達額定排量小,中空轉子的額定排量可以提高20%以上。北京石油勘探開發研究院研製出一種帶穩流閥的中空螺桿,這一特別設計的穩流閥改善了普通中空螺桿鑽具過載時嚴重丟轉的問題,提高了鑽具的抗過載能力和水功率利用率。

3)等壁厚螺桿鑽具:橡膠襯套厚薄不均,螺桿鑽具定子在工作時,容易導致定子過早失效,從而縮短了螺桿鑽具的使用壽命,通過合理改變定子殼體的形狀,使定子橡膠層薄且均勻,以克服常規螺桿鑽具定子技術的不足,能有效地改善螺桿鑽具的工作環境,提高其使用壽命。與常規螺桿鑽具相比,等壁厚螺桿鑽具的泵體短、扭矩小、易於洗井。該型鑽具具有以下優點:散熱效率提高、橡膠溶脹、熱脹均勻、適應范圍更廣、結構更加優化、整體質量更輕。

4)鉛慧導向鑽井系統用螺桿鑽具:導向鑽井系統所用井下馬達主要有帶襯墊的彎外殼螺桿鑽具、雙傾萬向螺桿(DTU)等,這些馬達與隨鑽測量系統(MWD)、聚晶金剛石鑽頭配合在一起,進行長時間地鑽井並實時收集井下情況,保證井眼沿設計軌道鑽到目的層。Anadrill公司研製的地面可調彎殼體螺桿鑽具壽命長達1000h。

5)開環/閉環系統中用定向螺桿鑽具:國外出現了井下可調螺桿鑽具,井下可調螺桿鑽具的應用分兩種類型,一是地面遙控可調角度型,另一種是井下自動調整系統。貝克休斯公司成功開發的AutoTrak旋轉閉環鑽井系統採用在井下馬達上安裝導向肋與近鑽頭MWD相配合實現導向功能,與可調彎殼體配套出現了可換扶正器的螺桿鑽具,使扶正器的形狀、尺寸可以根據鑽井需要在井口改變,目前還出現了在井下可調尺寸的扶正器。

6)直井鑽進用螺桿鑽具:貝克休斯INTEQ公司開發的VertiTrak直井鑽井裝置成功地將直井用高能螺桿鑽具與垂直傾角精確到0.1°的近鑽頭MWD組合在一起,已在地中海地區、義大利、南美洲和墨西哥深水區等世界許多地區得到應用。PDC鑽頭與直螺桿鑽井技術在我國也得到推廣應用,這種專門用於直井鑽進的螺桿鑽具在提高鑽進速度的同時能夠很好地糾斜和避免井下事故的發生。

7)取心用螺桿鑽具:螺桿鑽具專門用於地質勘探鑽井的取心作業。德國已研製出螺桿鑽具取心系統(KIBM),我國也很早就研製出取心專用螺桿鑽具。近期,大港油田中成公司生產的螺桿鑽具在中國大陸科鑽1井中應用於「繩索取心+螺桿馬達+液動錘三合一」取心技術中,取得了良好的效果。

8)空氣螺桿鑽具:空氣螺桿鑽具是專為空氣鑽井設計的一種馬達。國外主要是貝克休斯公司有能力生產空氣螺桿鑽具。國內中國石油勘探開發研究院鑽井所、北京石油機械廠2002年共同研製了K7LZ120×7.0空氣螺桿鑽具樣機。當年7月在河北遂州成功進行了空氣螺桿鑽具的模擬鑽井試驗,結果表明試驗樣機完全符合設計要求,同時克服了「飛車」、「難啟動」等技術難點。

我國對螺桿鑽具的研製起步較晚,螺桿鑽具應用仍處於初級階段。近年來,通過國外技術的引進,許多油田和廠家正致力於螺桿鑽具的研究並開始現場應用和試驗。為滿足大規模工業應用的需要,建議後期研究課題主要是圍繞探索新型螺桿鑽具、優選螺桿鑽具結構參數、合理選擇襯套與轉子配合過盈量、智能化控制、長壽命高效平穩運行、滿足特殊井需要、擴大應用領域等方面開展技術攻關。經過大量的文獻調研,螺桿鑽具的研究工作主要可從以下幾個方面來進行:

1)螺桿鑽具結構參數優化:主要研究螺桿鑽具定子在不同壓力、轉速、流量等條件下的受力狀態和變形規律,以及材料對變形規律、使用壽命的影響;螺桿鑽具轉子在不同壓力、轉速、流量等條件下的受力狀態和變形規律,以及材料對變形規律、使用壽命的影響;使定、轉子具有良好的力學性能及較好的工作性能。結構參數的好壞會影響鑽具的壓力和密封性能,也會影響定子襯套的工作壽命。

2)襯套與轉子合理配合過盈量:研究螺桿鑽具在不同揚程、不同鑽井液黏度下最優工作狀態時定、轉子的合理過盈量;研究定、轉子摩擦產生的溫度場對定、轉子線型及過盈量的影響。根據不同的橡膠材料、不同的工作環境條件,選擇不同的配合過盈量。

3)擴大螺桿鑽具應用范圍:研製非油氣井用螺桿鑽具具有重要的意義,如煤層氣井抗腐蝕螺桿、地熱井抗高溫螺桿等。非油氣井的井下工作環境更加惡劣,值得進一步研究和探討。

4)螺桿鑽具的標准化、系列化:國內外生產螺桿鑽具的廠家較多,目前螺桿鑽具製造和質量檢測沒有統一的標准,各製造廠的螺桿鑽具結構參數和工作參數不相同,產品的互換性相當差,造成現場使用和維修相當不便,嚴重影響了螺桿鑽具技術優勢的發揮。因此,有必要實現標准化和系列化,從而提出螺桿鑽具生產製造、質量檢測標准,提供螺桿鑽具定子材料以及特殊材質標准、型號等。

❽ 求石油鑽井1.25°螺桿的用途以及螺桿中部跟水眼一個的幾個孔叫什麼 起了什麼作用

1、螺桿鑽具下接鑽頭,增加鑽進動尺橡備力。一般馬達轉子轉速在110-130轉/分,再加上轉盤(或頂驅)的轉速陵毀(50-90轉/如型分),相當於增加鑽頭轉速近2倍,大...

❾ 油田用螺桿鑽具的材質

油田用螺桿鑽含笑具的材質是橡膠材質。談山含
因為螺桿鑽具在使用的過唯卜程中,遇到硬質的岩石會使得鑽具內的軸承損壞加劇,影響螺桿鑽具中軸承的使用壽命,並且會影響鑽頭的使用壽命,螺桿鑽具的定子為橡膠材質,所以油田用螺桿鑽具的材質是橡膠材質。
螺桿鑽具,是一種以鑽井液為動力,把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鑽具。

❿ 鑽井用的g105與s135鑽桿分別是什麼用途

國金金屬就是做地質 鑽探方面的,鑽井用的G105 S135都是屬於石油鑽桿。區別在於 性能有些區別。G105 屈服度是 10500 S135是 13500. 根據具體石油鑽探要求來確定使用的鑽桿