定向井专用工具介绍螺杆知识分享

使用好螺杆所需掌握的知识1、钻具使用前，井场钻井技术人员和司钻应该首先了解螺杆钻具的结构原理和使用参数。

按使用手册的要求合理使用钻具。

2、根据整个井眼的钻井作业计划，制定一个符合螺杆钻具使用要求的详细具体的钻井作业计划，即由钻井工程师根据任务结合地层结构、井眼孔径、深度、机械钻速确定所用钻头和钻具型号，并设计一个适合的钻具组合。

3、对钻井液的要求：螺杆钻具是正容积式马达，决定钻具性能的因素是马达的输入流量和作用于两端的压力降，而不是钻井液的类型，因而，使用各种类型的泥浆一般均能有效的工作。

泥浆比重和粘度对钻具性能的影响甚微，但对整个压力有直接影响，推荐泥浆最大塑性粘度不应超过0.05a.s(厘泊)。

为尽可能减少对定子橡胶的气蚀损坏，油基泥浆中芳香烃含量低于2%，苯胺点应高于75С。

泥浆中所含的各种硬颗粒必须予以限制，推荐钻井液中的含砂量应低于1%，，若含砂量高于5%，钻具的寿命将大大缩短。

4、对使用钻头的要求：钻头的选择，尤其是与螺杆钻具一起使用的选择是个十分重要的问题。

这本是钻井工程师工作内容的一部分，这里所以强调一下是因为螺杆钻具是否能成功的发挥作用的几个因素中，钻头与钻具的匹配是重要的了。

希望能引起现场人员的重视。

选择钻头与螺杆钻具配套使用的因素应是：a.钻井作业方案及计划。

B.针对地层需用什么样的刃部构造。

c.钻井液疏通通道的结构d.预先计划的机械钻速。

e.使用该钻头，钻井运转时间的估计。

f.钻头水眼压降的设计。

除钻头水眼造成的压降外，希望泥浆流经钻头低部时别再形成其它较大的压力损失，因为这对传动轴组件中的限流器十分不利。

尤其当钻头水眼压降已达钻具型号规定的压降值，更应注意。

这对牙轮钻头一般不必担心，但金钢石钻头端部液体通道的设计，就必须考虑通道过流面积是否可能造成额外过多的压力损失问题。

同时并能保证岩屑及时排出及钻头冷却问题。

牙轮钻头一般适用于钻井周期不长的作业，如定向造斜、侧钻等。

注意使用螺杆钻具作业时，一般钻头转数提高2-3倍，因此钻头轴承寿命要缩短。

定向井使用单弯复合螺杆浅析单弯复合螺杆，简称单弯，是由于壳体弯曲实现造斜。

与相应尺寸扶正器配合组成滑动式导向工具，是采用转盘与井下滑动导向工具不起钻，通过转盘开、关完成定向井二开后的直井段、定向造斜段、增斜段、稳斜段的连续钻井作业，通称为滑动导向复合钻井技术。

减少了因改变钻具结构而进行的起下钻作业，提高了整体钻井时效。

单弯螺杆比常用的普通短螺杆长，与定向直接头配合使用。

常用的单弯螺杆弯曲度有：0.75度、1.00度、1.25度、1.50度4种。

改进后的五头单弯螺杆驱动功率大、扭矩大，纠斜和增斜力强，转速低（180~200r/min），更能适合于钻井生产实际。

根据现场使用看，1.25度单弯螺杆比较适应陇东地区地质特性。

一、单弯螺杆在直井段的使用二开后的直井段，使用单弯螺杆钻具结构，主要是单弯螺杆和转盘同时转动，具有防斜作用和纠斜作用，比普通防斜钻具具有更大的优越性和灵活性。

1．在不易井斜地层单弯螺杆钻具使用特性环河、华池地层，不易产生井斜。

使用塔式钻具结构常采用全钻压、高转速钻井。

使用单弯螺杆钻具钻井，起钻压较小、通常为100~140KN；转速高，转盘为Ⅰ挡或Ⅱ挡转速，单弯螺杆转速为180~200 r/min，钻头上的转速相对较高。

与直井段使用塔式钻具相比，机械钻速几乎相同，效果不明显。

2．在易井斜地层单弯螺杆钻具使用特性洛河是易斜地层，是全井防斜和防碰的主要层段。

使用塔式钻具，常采用轻压吊打（钻压为100~120KN）方式控制井斜，机械钻速相对较低。

使用单弯螺杆钻具，可利用小钻压、高转速的特性，能较好地控制井斜。

当井斜较小时，防斜效果更佳。

当井眼井斜大于2度时，锁住转盘，利用单弯螺杆钻具反方向调整井斜。

钻压70KN，转速为单弯螺杆转速，钻井1~2单根，井斜减小后可在原钻压下继续钻井。

与塔式钻具相比，机械钻速可提高30%。

单弯螺杆钻具的放斜作用和纠斜作用表现更加明显，效果更加突出。

如：32889队里37-52井，直井段（282~974米）使用单弯螺杆钻具的平均机械钻速为30米/小时；下表为里37-52井直井段测斜数据。

螺杆钻具1. 简介螺杆钻具是一种用于钻探地下岩层的工具，常用于石油勘探和地质探测。

它由钻井机械和螺杆钻杆组成，通过旋转钻杆和钻头的方式，将钻头推进地下并取出地层样品。

螺杆钻具操作简单、效率高，被广泛应用于石油和矿山行业。

2. 螺杆钻杆螺杆钻杆是螺杆钻具中的重要组成部分，它负责传递旋转运动以驱动钻头进入地层。

螺杆钻杆通常由高强度合金钢制成，具有良好的承载能力和耐磨性。

常见的螺杆钻杆有圆型和方型两种，其选择取决于具体的钻探需求。

螺杆钻杆通常由多节组成，每段的长度一般为3-9米，可以根据需要随时增加或减少钻杆的长度。

钻杆之间通过螺纹连接，以确保其刚性和密封性。

螺杆钻杆上还可以安装附属设备，如钻铤、钻铤导向器等，以提高钻探的效率和准确度。

3. 钻头钻头是螺杆钻具中的工作部件，负责切削地层并带出样品。

钻头通常由硬质合金制成，具有良好的耐磨性和切削性能。

常见的钻头类型有三角形PDC钻头、马鞍形PDC钻头和钻石钻头等。

钻头的选择根据具体的地质条件和钻探要求进行，不同的地层和岩石需要不同类型的钻头来进行切削。

此外，钻头的尺寸也是根据钻杆尺寸和孔径要求进行选择的。

4. 工作原理螺杆钻具通过旋转钻杆和钻头的方式进行钻探。

工作时，钻杆被插入地下并固定，钻机开始旋转。

旋转的钻杆通过螺杆钻杆传递给钻头，钻头开始切削地层。

同时，钻机向钻杆注入清洁液，清洗钻头和带出的地层样品。

清洁液还起到冷却和润滑钻头的作用，防止钻头过热和损坏。

当需要更换钻杆时，钻机停止旋转，钻杆插入或取出并进行连接。

然后，钻机继续旋转，钻杆重新传递给钻头，钻进作业继续进行。

5. 应用领域螺杆钻具广泛应用于石油和矿山行业的勘探和钻探工作中。

在石油勘探中，螺杆钻具可以用于开采石油井、天然气井和水井等。

在矿山行业中，螺杆钻具可以用于钻探煤矿、金矿、铁矿等。

此外，螺杆钻具还可以用于地下水调查、地质灾害勘察、建筑工程和科学研究等领域。

由于其操作简单、效率高，螺杆钻具成为现代勘探工作的重要工具。

第章定向井、水平井专用工具第一节定向接头一、定向接头类别目前国内常用的定向接头有两种：定向直接头和定向弯接头，定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进，而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。

定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点，目前使用较为普遍。

二、技术规格定向弯接头规格表表1-1外径（mm）内径（mm）连接螺纹弯曲角度（°）长度(mm)备注母扣公扣196.85 80 630 531 1.25760 衬套内径50mm 1.501.752.002.252.502.75158.75 70 4A10 431 1.25500 衬套内径50mm 1.501.752.002.252.502.75107.95 57 310 331 1.25450 衬套内径35mm 1.501.752.002.252.502.75三、基本结构1、直接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉，如图1-1所示：图1-12．定向弯接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图1-2所示：定向弯接头结构示意图图1-2弯接头弯曲度数的计算公式：α=57.3(a-b)/d式中：α——弯曲角度（º）a——长边长度（mm）b——短边长度（mm）d——外径（mm）四、弯接头性能不同螺杆钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表1-2第二节无磁钻铤一、作用由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。

然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据，利用无磁钻铤可实施无磁环境，并且具有钻井中钻铤的特性。

国外已有相当数量的无磁钻铤产品于1990年列入API标准。

我国根据国外产品和产品样本制订了SY/T 5145-86《无磁钻铤》标准。

二、工作原理无磁钻铤工作原理如图2-1所示：无磁钻铤的作用原理示意图2-1注：①地磁场线；②磁性测量仪；③钢钻铤；④干扰磁场线；⑤钻头接头；⑥无磁钻铤无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响，因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境，保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。

螺杆钻具一、概述螺杆钻具是一种井下动力钻具，它是由高压泥浆驱动的容积式井下动力钻具。

具有结构简单、过载性能好、在小尺寸时能得到大的扭矩和功率的特性已广泛应用在定向井和直井中。

螺杆钻具根据需要可做成直壳体和弯壳体，弯壳体螺杆钻具具将在《定向井和水平井工具》一章中介绍。

直壳体螺杆钻具加上弯接头也常用于定向井和水平井的钻进。

本节介绍的是直壳体螺杆钻具。

二、型号表示方法三、结构、工作原理。

1、工作原理螺杆钻具是以钻井液为动力的一种井下动力钻具。

泥浆泵泵出的钻井液流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过方向轴和传动轴传递给钻头。

其性能主要取决于马达的性能参数。

2、螺杆钻具的结构螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四大部件组成。

（1）旁通阀它是为了使钻井液绕过马达，从而起下钻时可让钻井液不溢于井台上。

当无循环或低泵量循环时，弹簧使阀芯处于上部位置，此时旁通阀处于开启位(见图1)。

当流经活塞的钻井液流量达到一定值时，阀芯处于下部，旁通阀被关闭，此时钻井液流过马达。

（2）马达它是由具有螺旋形内腔的硫化橡胶定子和螺旋形的转子组成(见图2)。

转子和定子的形状和尺寸沿轴向形成螺旋密封线，构成马达的密封容腔。

随着转子在定子中的转动，容腔沿着轴向移动，不断生成和消失，完成其能量转换，这就是螺杆马达的基本工作原理。

（3）中空转子马达为了增加钻头的水马力和泥浆的上返速度及保护马达的使用寿命，将转子加工成为带喷嘴的中空转子。

此时马达的总流量应等于流经马达密封腔流量和流经转子喷嘴流量的总和。

为了达到理想的钻井参数，用户可以按以下计算方法选用中空转子的喷嘴：1)根据泥浆上返流速的要求，确定泥浆泵的输出流量Q。

2)流量Q进人马达时分两路，通过马达螺旋容腔的流量为Q m，通过中空转子喷嘴的流量Q P。

即 Q=Q m+Q p所以 Q m=Q-Q m设定马达转速n值计算Q m值Q m=nq／(60﹠) (L／S)或 n=60Qm﹠／q (r／min)容积效率小﹠取0.90。

定向井专用工具介绍一、用途螺杆钻具是造斜、扭方位、侧钻施工必不可少的工具。

直井作业也常用到。

二、结构螺杆钻具由旁通阀、马达、万向轴、传动轴和旋转钻头短节组成。

近几年，研制岀了不同弯曲角的弯螺杆，有单弯、同向双弯、异向双弯等。

三、工作原理螺杆钻具是靠循环钻井液的动能转化为旋转钻头破碎岩石的机械能的一种井下动力钻具。

钻井泵排除的钻井液流经旁通阀进入马达，在马达的进岀口形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，实现钻进的目的。

四、技术参数（以北石厂螺杆为例）1、螺杆钻具型号表示方法（表22）C 5 LZ 172 * 7.0 II -D K W F G2、螺杆钻具技术参数(表23多头，以北石厂螺杆为例)3、螺杆钻具技术参数(表24单头，以北石厂螺杆为例)钻具型号外径(mm) 流量冲空流量钻头钻速(r/min)马达压降(MPa)工作扭矩(N.m)最大扭矩(N.m)推荐钻压(kN)最大钻压(kN)最大功率(kW)长度(m)连接螺纹(API正规)上端下端LZ127*3.5 127 9.5〜18.5 355 〜560 2.5 576 1152 20 40 33.78 5.8 31/2 31/2 LZ165*3.5 165 12.6 〜22 275 〜480 2.5 935 1870 29 55 47 6 41/2 41/2 LZ197*3.5 197 19 〜28.4 275 〜415 2.5 1532 3064 54 83 66.6 6.2 51/2 65/8 LZ244*3.5 244 25.2 〜44 215 〜375 2.5 2632 5246 49 102 103 7.87 65/8 75/8 LZ100*7.0 100 4.7 〜11 280 〜700 5.17 650 1300 35 57 47.65 6.4 27/8 27/8 LZ120*7.0 120 6.33 〜15 245 〜600 4.0 790 1580 35 70 50 6.4 31/2 31/2 LZ127*7.0 127 9.5 〜19 345 〜690 3.1 712 1424 47 110 51.5 6.6 31/2 31/2 LZ165*7.0 165 15.8~25.2 350 〜550 4.1 1817 3634 80 160 104.7 7.3 41/2 41/2 LZ197*7.0 197 19 〜31.6 230 〜390 4.1 2928 5856 120 240 120 7.8 51/2 65/8 LZ244*7.0 244 38 〜63 240 〜400 4.1 6236 12472 213 329 261.2 9 65/8 75/84、螺杆钻具技术参数(表25空气或泡沫)钻具型号外径(mm) 流量/中空流量钻头钻速(r/min)马达压降(MPa)工作扭矩(N.m)最大扭矩(N.m)推荐钻压(kN)最大钻压(kN)最大功率(kW)长度(m)连接螺纹(API 正规)上端下端K5LZ95*7.0 95 5〜10 60 〜130 2 1000 1600 30 60 13.61 5.82>7/8 27/8K7LZ120*7.0 120 10 〜20 50 〜100 1.8 2770 4430 55 100 29.0 6.2 31/2 31/2 K7LZ172*7.0 172 22 〜38.5 50 〜100 2.4 6000 9600 150 300 62.8 6.7 41/2 41/2 K7LZ197*7.0 197 33.5〜56.7 50 〜80 2.4 11000 17600 200 38092.2 6.9 51/2 65/8四•螺杆钻具使用方法1.地面检查(1)螺杆上、下接头(旋转钻头短节)是否有松扣或松动现象，如有松扣现象进行紧扣。