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第三章定向井主要钻井工具介绍3.1泥浆马达介绍泥浆马达由：驱动头、轴承总成、万向接头、转子、定子和旁通阀组成。
其马达部分由定子和转子组成，泵入钻具的钻井液流经马达推动转子转动后再流经钻头，转子的旋转力传递给钻头带动钻头旋转。
图3-1，井下马达的主要部件。
图3-1井下马达的主要部件图卜h井下马达询主要部件F面以纳维钻具为例分别介绍泥浆马达的各主要部件: 3.1.1旁通阀旁通阀是为了使循环液绕过马达，因此，下钻时可让循环液灌入钻柱；起钻或接钻杆时可让管内液体泻出。
当无循环或低泵量循环时，弹簧使活塞处于上部位置，此时，孔道开启，泥浆可流入钻柱或自钻柱流出。
活塞的动作取决于排量，相当于推荐最大排量的30%寸活塞被下推座于活塞座上，于是孔道被封闭，钻井液径直流经马达如果停泵，弹簧再将活塞顶回到原来上部位置，孔道又被开启。
图3-2旁通阀示意图图3四旁通阀示憲图3.1.2 多级马达目前各类井下马达多为容积式马达，基本由以下两部分组成：①具有螺旋形内腔的橡胶硫化定子。
②螺旋形的钢转子，其表面镀有硬度材料以减少磨损并防止腐蚀。
在定子橡胶和转子抗磨及抗腐蚀金属表面间是连续密封的，所以当泥浆经马达时转子就转动（如图3-3所示）。
,图37 容联式马达赫子和定子剧视图图3-3容积式马达转子和定子剖视图这种马达最大优点是：①钻井扭矩直接和马达产生的压降成正比。
②转子的转速只取决于排量，不受扭矩的影响，因此，当进行钻井作业时，在钻台上就可以确定并控制转速和扭矩。
3.1.3 万向轴转子下端和万向轴总成相连，万向轴可把转子的非同心转动转变为驱动接头的同心转动。
万向轴总成由两个万向接头组成，每个万向接头均以抗油强力橡胶套密封并充满黄油，橡胶套密封的作用旨在使万向接头不受泥浆污染。
3.1.4轴承总成和驱动接头用轴承支撑的驱动接头将马达的转动和扭矩传给钻头。
约有2%的泥浆排量通过并润滑轴承，绝大部分钻井泥浆经径向轴承上面的水槽进入驱动轴并经钻头流出。
打捞工具实用规范一、键槽扩大器一、概述键槽扩大器是为了破坏井身键槽而设计的井下专用工具。
该工具连接于钻铤上方，能有效的扩大键槽部位的尺寸，是钻井过程中常用的工具。
二、型号表示方法 键槽扩大器规格尺寸见表1-1。
表1-1 键槽扩大器规格尺寸（SY/T5572-93）表1－2 键槽扩大器规格系列及性能参数2、工作原理正常钻进时，由于滑套自重，使下接头与滑套的牙嵌相啮合，该工具随钻柱一起旋转。
到达键槽位置，滑套卡入键槽，加压正转时可以产生向下的震击作用使滑套解卡，迫使滑套向下移动。
相反，如在钻具上施加一定拉力并正转，使键槽扩大器下接头与滑套牙嵌相啮合，滑套外圆的五条螺旋硬质合金棱切削键槽，从而破坏键槽。
四、使用、操作1、钻具组合钻头十钻铤(长度同正常钻进)+键槽扩大器+钻杆。
2、下井前的检查接头螺纹是否完好；硬质合金棱尺寸是否符合要求；上下牙无损坏；心轴加油润滑。
3、操作将键槽扩大器下过键槽，循环调整好钻井液，用较低的速度上提钻柱，并随时注意遇阻情况。
若发现遇阻，不要提死应立即下放钻具，并采取下述方法破坏键槽。
（1）分清是钻具遇卡还是扩大器遇卡。
键槽扩大器遇卡与钻具遇卡的区别是：扩大器遇卡时钻具能自由转动，且有上下为L（图1）的移动行程，而钻具遇卡时不能转动，没有移动行程。
（2）如果键槽扩大器遇卡(一般是扩大器滑套被卡)，应下放钻具，加压30～50kN转动钻具使上接头与滑套牙嵌啮合后产生震击使滑套解卡。
（3）接方钻杆开泵，比原悬重多提10～20kN，正转使下接头和滑套牙嵌相啮合。
采用倒划眼方法使滑套外圆的五条螺旋硬质合金棱切削键槽，从而破坏键槽。
（4）检查键槽是否完全被破坏，可将钻具下过原键槽井段，然后起钻观察是否遇卡。
也可以将钻具下到井底，钻进1～2小时后再起钻，观察是否遇卡。
五、现场维护保养1、键槽扩大器上下钻台以及搬运时，要带好护丝，吊、放要平稳。
2、键槽扩大器每次起出后用清水洗净内外表面的泥污,检查各部位螺纹，本体外径磨损、有无弯曲变形。
定向井工具面基础知识定向井工具是石油工业中常用的一种工具，它可以帮助钻井工程师在钻井过程中改变井眼的方向和角度。
定向井工具可以实现垂直井眼的转换为水平井眼，或者将水平井眼转换为斜井眼，这样可以帮助钻井工程师从一个位置到达另一个位置，以便更有效地勘探和开采石油储藏层。
定向井工具通常包括测斜仪、导向钻头和悬挂物等部件。
测斜仪可以测量井眼的方向和角度，导向钻头可以改变井眼的方向和角度，而悬挂物则可以将这些工具悬挂在钻杆上，以便在钻井过程中使用。
测斜仪是定向井工具中最重要的部件之一，它可以测量井眼相对于地球表面的方向和角度。
测斜仪通常由一个或多个加速度计组成，这些加速度计可以测量井眼相对于重力的方向和角度。
通过对这些数据进行处理，钻井工程师可以了解井眼的位置和方向，以便调整导向钻头的位置和方向。
导向钻头是定向井工具中最重要的部件之一，它可以改变井眼的方向和角度。
导向钻头通常由一个或多个导向翼组成，这些导向翼可以产生侧向力，将井眼向所需方向偏转。
导向钻头通常由钻头、传感器和控制装置组成，控制装置可以控制导向钻头的运动，以便实现所需的井眼方向和角度。
悬挂物是定向井工具中的重要部件，它可以将测斜仪和导向钻头悬挂在钻杆上，以便在钻井过程中使用。
悬挂物通常由上、下两个部分组成，上部分可以固定在钻杆上，下部分可以固定测斜仪和导向钻头。
在钻井过程中，钻杆可以旋转和推进，测斜仪和导向钻头可以根据所需方向和角度进行调整，以便实现井眼的转向和调整。
总的来说，定向井工具是石油钻井工程中至关重要的一种工具，它可以帮助钻井工程师在钻井过程中实现井眼的转向和调整，以便更有效地勘探和开采石油储藏层。
定向井工具的面基础知识包括测斜仪、导向钻头和悬挂物等部件，以及它们的功能和使用方法。
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。
(2) 下接头固定螺栓是否有松扣现象，若有进行紧扣。
(3) 旁通阀是否能关闭，若不能关闭，可采用机油浸泡活动，直到能关闭为止。
(4) 要注意观察弯螺杆上部弯方的标记与下部弯接头弯曲的方向是否一致。
(5) 螺杆钻具上、下钻台必须使用绷绳绷，防止碰撞损坏螺杆钻具。
(6) 用游车吊起螺杆钻具，测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，在下放游车让螺杆钻具触到转盘，再测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，两者间隙差6-1/2"螺杆不大于6mm，7-3/4"和9-5/8"螺杆不大于8mm，否则应更换螺杆。
(6) 让螺杆钻具与方钻杆相接，把扣上紧，将螺杆钻具的旁通阀下放到转盘面以下，开泵，小排量使钻井液流进马达，应能看见钻井液从旁通阀的旁通孔流出；随着排量加大，马达开始转动，旁通阀关闭；如一切正常，停泵卸方钻杆，接钻头下钻。
2．钻具下井(1) 下放钻具及其组合应小心地控制下放速度。
下钻遇阻，应开泵循环，慢慢划眼通过。
若带有弯接头或弯壳体的钻具遇阻时应间歇性地转动钻具，慢慢通过，以防止划出新眼。
(2) 对深井和高温井，下放钻具建议周期性地进行中途循环。
(3) 在井内，若钻井液不能迅速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减慢下放速度或不时停下来充罐泥浆。
3．启动(1) 钻具达到预先确定的位置，可以开泵循环。
，(2) 定向前充分清洗井底。
4．钻进(1) 下钻完，接方钻杆前把钻杆滤子放入钻杆；钻头离井底1米以上开泵，开泵正常后方能下放钻进，缓慢均匀加压。
(2) 钻进中要随时注意泵压变化情况（当排量给定的前提下）、钻时、岩性变化情况，防止意外事故发生。
(3) 对于弯螺杆要注意选择弯曲角的大小，以满足钻井工程设计的要求。
(4) 钻进中几种异常情况的处理：◆指重表摆动不停。
将钻头提离井底，循环几分钟，待指重表稳定后再钻进。
定向井常⽤井下⼯具油⽥技术－定向井⼯程师序列培训讲义（T2－21）第⼀部分定向井常⽤井下⼯具的分类1、泥浆马达（PDM）2、旋转导向⼯具3、扶正器（STB）4、⾮磁钻铤（NMDC）5、悬挂短节（HOS）6、短⾮磁钻铤（SNMDC）7、浮阀（F/V）8、定向接头（O/S）9、挠性短节（F/J）10、震击器（JAR）11、加重钻杆（HWDP）12、短钻铤13、弯接头14、套管开窗⼯具15、其它定向井⼯具第⼆部分定向井常⽤井下⼯具的现场检查测绘及使⽤⼀、泥浆马达1、泥浆马达的主要组成部分1) 旁通阀总成2) 马达总成3) 万向轴总成4) 驱动轴总成2、泥浆马达的⼯作原理:马达是⼀种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动⼒的⼀种井下动⼒钻具。
马达⼯作原理：泥浆泵产⽣的⾼压泥浆流，经旁通阀进⼊马达时，转⼦在压⼒泥浆的驱动下，绕定⼦的轴线旋转，马达产⽣的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。
3、旁通阀结构及⼯作原理：旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧⾯的阀⼝孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧⾯的阀⼝流⼊环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压⼒达到⼀定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。
4、马达总成的结构及⼯作原理：马达总成由转⼦和定⼦两部分组成。
定⼦与转⼦之间形成若⼲个密封腔，在泥浆动⼒作⽤下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从⽽推动转⼦在定⼦中旋转。
马达可形成⼏个密封腔就称⼏级马达。
5、万向轴总成的⼯作原理：万向轴总成位于转⼦下端，其作⽤是把马达产⽣的扭矩和转速传递到传动轴上。
由于转⼦作的是偏⼼运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏⼼运动转换成传动轴的定轴转动。
6、传动轴总成(drive shaft assembly) 的⼯作原理：它的作⽤是将马达的旋转动⼒（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产⽣的轴向和径向负荷。
修井工具专用修井工具按其使用特性目前可分成以下11 大类：打捞类、切割类、倒扣类、刮削类、补接类、补贴类、铣磨钻类、震击类、整形类、侧钻类、辅助类。
一、打捞类工具打捞类工具是修井作业施工中应用最多、最普遍的工具。
按其结构形式可分为锥类、矛类、筒类、强磁类、篮类、钩类等6 种形式。
（一）锥类打捞工具锥类打捞工具是一种专门打捞管类落物（如油管、钻杆、封隔器、配水器等井下工具）的内孔或外壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具，打捞成功率较高，操作也比较容易掌握，使用时要注意选择锥度与鱼头匹配，尽可能多造几扣。
对管里过薄的鱼头不宜使用，自由落物不能使用，小落鱼大套管必须使用引鞋（下同），缺点是一旦捞住后拨不动，退出工具较难。
常用的公锥、母锥。
（二）矛类打捞工具矛类打捞工具结构形式较多，它既能打捞自由落物，又能打捞遇卡落物，是最常用必备工具之一。
按其结构形式可分成滑块捞矛、接箍捞矛、可退式捞矛3 种。
1．滑块捞矛这是一种在落鱼腔内进行打捞的不可退式工具。
主要用于打捞油管、钻杆和带通孔的井下工具。
使用时要注意，单卡瓦滑块捞矛，带水眼，可以冲洗鱼头，提高打捞成功率，但是，由于单卡瓦造成捞矛单面受力，承载能力大为下降，适合打捞自由落物。
而双卡瓦滑块捞矛，受力均衡，承载能力大，由于没有水眼不能冲洗鱼头，对落物以上有杂物时不宜采用，作用原理是，当捞矛卡瓦牙进入鱼腔一定深度后，卡瓦牙在自重作用下，沿滑道下滑与鱼内脏壁接触，上提钻具迫使卡瓦牙咬入鱼腔内壁，随上提负荷增大而咬入深度越深，咬紧力也越大。
因此这类打捞工具最适合打捞自由落鱼。
使用前必须测量卡瓦牙滑到最下端时，最大自由外径是否与被捞落物鱼腔相适应，一般最大自由外径应比鱼腔内径大4mm 以上。
打捞不带接箍的落物，尽可能不用滑块捞矛，特殊情况下使用时，捞矛必须进入鱼顶超过1．2m ，而且上提是重不宜过大。
使用滑块捞矛打捞解卡时可以和震击器配合使用，但应注意矛杆本体抗拉负荷要大于被捞落鱼抗拉负荷1．5 倍以上。
井下工具产品现状及行业随着工业领域的不断发展，井下工具产品扮演着至关重要的角色。
这些工具可以帮助人们在各种艰苦的环境下完成任务，提高工作效率和工作安全。
本文将探讨井下工具产品的现状以及其在行业中的发展趋势。
一、井下工具产品的种类及功能井下工具产品包括但不限于钻井工具、测量工具、钻探工具和取心工具等。
这些工具的功能多种多样，可以满足不同行业的需求。
钻井工具主要用于井下钻井作业，如钻头、钻杆等。
测量工具用于测量井下地质参数和工艺参数，如测量仪表和传感器等。
钻探工具则用于井下勘探和开采作业，如钻探火器、动力工具等。
取心工具则用于土壤或岩石取心，以便进行地质和地质学研究。
二、井下工具产品的市场需求井下工具产品的市场需求主要源于石油、天然气、矿业和勘探等行业。
这些行业对井下工具的依赖程度很高，因为井下环境的复杂性和危险性相对较高。
因此，使用高质量和可靠的井下工具产品能够确保工作的顺利进行和人员的安全。
同时，随着环境保护意识的增强，对可持续能源的需求不断增加，井下工具产品也在转向更为环保和节能的方向发展。
例如，一些钻探工具开始采用电动或液压驱动，以减少对化石燃料的依赖。
三、井下工具产品的技术创新为了满足市场需求并提高产品性能，井下工具产品不断进行技术创新。
例如，钻井工具的材料选择更加耐用和耐腐蚀，以适应复杂的井下环境。
测量工具的精确度也得到了大幅提高，以提高行业的勘探效率和地质数据的准确性。
此外，一些井下工具开始使用智能化技术，如数据采集和远程监控等。
这使得工作人员能够更好地了解井下环境和工具使用情况，及时调整和优化工作方案。
四、井下工具产品行业的发展趋势井下工具产品行业的未来发展充满着机遇和挑战。
随着新能源产业的兴起，对井下工具产品的需求将继续增加。
同时，新技术的应用也将提高产品的性能和智能化水平。
然而，井下工具产品行业也面临一些挑战。
首先，井下环境的复杂性要求产品具备更高的耐用性和可靠性，这对工具制造商来说是一个技术难题。
1．单点定向此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。
因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。
施工过程如下：（l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。
（2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面；（3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点；（4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。
锁住转盘、开泵钻进；（5）定向钻进。
每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面；（6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。
在单点定向作业中要注意：①在确定了反扭角和钻压后，要严格控制钻压的变化范围，通常在预定钻压±千牛（2吨）内变化；②每次接单根时，钻杆可能会转动一点，注意转动钻杆的打印位置至预定位置；③如果调整工具面的角度较大（＞90度），调整后应活动钻具2～3次（停泵状态），以便钻杆扭矩迅速传递。
第六节方位调整段轨迹控制一、什么时候需要下动力钻具调整井眼轨迹（1）井眼的方位角不符合设计要求时。
（2）利用转盘钻已经达不到合理调整井眼井斜角和方位角的要求时。
（3）井眼的井斜角不符合设计要求时（转盘钻钻具组合已经达不到要求）。
二、下入什么样的钻具组合进行井身轨迹调整：根据井眼轨迹调整所需要的造斜率来决定下入的钻具组合，一般来说需要按造斜率的大小来选择钻具组合：造斜率在10°～15°/100米之间可以下入弯接头的钻具组合来完成。
造斜率在15°～30°/100米之间可以下入单弯的钻具组合来完成。
造斜率在30°～45°/100米之间可以下入双弯的钻具组合来完成。
（目前改进了的单弯造斜率已有所提高）一般情况：30°/1000米左右，但也有其他情况，反扭角不仅仅是受到钻压的影响，还受到井眼光滑程度的影响等等。
