钻具的使用方法

六、大港—钻具的使用方法大港一钻具除提升短节和旁通阀外，其他部分的壳体联接均涂以锁紧剂，并按API标准紧扣扭矩上紧。

在选择钻具及其组合方案时，应制订钻井作业计划，充分考虑井眼孔径、井眼轨道、钻头类型、规格、地层结构和水力计算等细节。

1.地面检查钻具下井前，应在钻台上按下述方法进行试验。

a.用提升短节将钻具提起坐入转盘卡瓦内，装上安全卡瓦卸去提升短节。

b.检查旁通阀：用木棒下压旁通阀阀芯，从上部注满水，此时旁通阀应不漏，水面无明显下降。

然后松开阀芯，阀芯复位，所注水应从旁通阀口均匀流出。

c.接上方钻杆，卸去安全卡瓦，提出卡瓦，下放钻具使旁通阀阀口处于转盘下易于观察的位置。

d.开泵：逐渐提高排量直到旁通阀关闭、马达起动为止（记下该排量值）。

不停泵上提钻具至能看见转动的驱动接头为止。

在此过程中可能有部分泥浆经轴承组流出，观察钻具运转情况。

停泵前应再下放钻具，让旁通阀阀口位于转盘以下，检查停泵时是否泥浆经旁通阀阀口顺利流出。

e.地面检查结束后，用吊钳卡住扭动摇头，用钻头盒把钻头和钻具接上（大钳只可咬在旋转传动轮驱动接头上），紧扣扭矩见附录6。

（注：应保证传动轮驱动接头相对于上面的壳体反时针转动，以防止内部螺纹松扣。

）使用弯摇头时，定向装置带的转盘套和定位键必须和工具面对正，如果要用回压凡尔，可直接安装在旁通阀上方。

如果在驱动接头和钻头之间还要加转换接头，建议不应超过250mm长，以免产生过多的方位变化，以及会降低轴承寿命或损坏传动轴。

2.钻具下井：a.下放钻具及其组合应小心地控制下放速度，以防撞到沙林、井壁台肩和套管鞋上使钻具损坏。

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周期性地转动钻具组合，慢慢通过，以防止划出新井眼。

b.对于深升和高温升，下放钻具建议周期性地进行中途循环，这样可防止钻具堵塞，或因高温造成的钻具定子损坏。

c.在井内，泥浆若不能迅速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减慢下钻速度或不时停下来充灌泥浆。

下钻时，注意不可顿钻或将钻具直接坐入井底。

3.启动a.钻具达到预先计划的井深位置，可以开采循环，由于钻头侧向力的影响，压力值可能超过计算值。

b.定向前应充分清洗井底，清除井底岩屑沉淀或堆积，消除循环不彻底对定向的影响。

具体方法是以正常的泥浆循环慢慢转动钻具（每次转30°－45°）依次把堆积井底岩屑和沉砂清出，清理干净后，上提钻具0.3－0.6m循环并记录，校对压力值。

4.钻进a.钻具悬离井底进行空循环时，立管压力在所显示的是整个系统的空载循环泵压，也称离井底泵压。

容积式马达特性之一，马达所产生的扭矩与两端所产生的压力降成正比，和整个系统压力变化成正比。

钻头钻进时，随着钻压升高，工作扭矩的加大，马达两端的压力降也成正比例增加。

循环系统的压力表反应出该压力的的增值。

通过监视地面立管压力表，便可以判断钻具压力和扭矩的变化（钻杆与井壁的磨擦可能会影响判断精度）。

在充分考虑钻头水眼压降和钻压的关系后，把表压增值限制在所选钻具推荐值范围内就会产生最佳效能。

工作打钻泵压＝离井底泵压＋钻具负载压力降离井底泵压不是一个常数，它随井深和泥浆的变化而变化，在实际操作中，一般取每次单根后的离井底泵压为近似值，这样做完全可以满足要求，当泵压处于最佳工作状态时，停止增加钻压，泵压会产生波动稳定下降，直到再次调整钻压。

b.施加钻压不要太猛，钻压不是监视钻具工作的指标，只是作为参考指标，判断钻具工作情况的主要依据应该是泵压。

判断钻具工作情况的主要依据应该是泵压。

对于发生较大磨损的马达，还应以进尺速度为依据。

5.起钻钻具起钻过程类似常规钻机起钻操作。

起钻时，旁通阀处于开位，允许钻柱中的泥浆汇入环空。

但钻具本身不能快速地排除泥浆，通常在起钻前柱上部注入一段加重泥浆，使钻杆内的泥浆顺利排出。

6.现场维护保养a.卸下旁通阀以上各件，用清水冲洗旁通阀，同时上、下移动阀芯调整使其移动无阻，清洗完毕，拧上提升短节。

b.将钻头座入钻头盒中，用大钳夹紧钻具，反时针旋转钻头，空出钻具中剩余泥浆（泥浆由旁通阀阀口流出），然后卸去钻头。

c.从传动轴驱动接头中冲洗钻具，将转动轴上部水帽及轴承清洗干净，然后平放钻具，正常维护保养后待用。

若暂停使用或长时间搁置不用，建议向钻具内注入少量的矿物油防锈蚀（注意，不允许加入柴油）。

七、故障分析与排除注意观察泥浆压力的变化，可发现和判断钻进过程中出现的许多问题。

正确分析和采取适当的措施，往往可节省起、下钻所耗费的时间和费用。

列举以下几种情况，供大家参考。

1.钻具离井底情况：（1）循环压力低于计算值这种情况通常是因为旁通阀打开关不上，钻柱刺坏形成循环短路或出现井漏，解决方法一般是起钻检修。

（2）循环压力高于计算值原因可能是钻具或钻头堵塞，传动轴轴承受卡或损坏，井眼过小或弯接头角度过大；使钻头侧向力增大引起的，典型情况有：①无循环，检查整个循环系统。

②部分循环，可能是钻头堵塞或钻头侧向力过大。

③完全循环，一般认为钻具负载太大，工作扭矩大于该钻具尺寸下的推荐值。

采取的措施包括：a.稍许起钻，减少钻压b.改变循环排量，判断是否是钻具或钻头堵塞c.短时间内交替开或停泥浆泵，以降低泵压d.如钻具组合装有弯接头或弯壳体，应将方钻杆稍向下送进，使钻具在弯曲井眼中放松，以减少侧向力2.钻具坐井底情况（1）循环压力低于计算值：可能是由于旁通阀打开关不上，钻柱刺坏或出现升温，也可能是由于钻具马达定传之间的密封不良引起的，后一种情况可通过检测钻具制动点的方法判断，具体方法与步骤如下：a.将钻具提高井底0.3－0.5m并开泵b.记下泵的排量,核准输入钻具的泥浆排量是否符合要求c.记下钻具提离井底时的空循环压力值d.缓慢将钻头坐入井底，逐渐地施加钻压e.泵压逐渐上升，达到推荐值，此时钻具获得最佳功率值，随钻压不断增加，所需的工作担任最终将超出钻具能提供的功率值，钻具产生制动。

此时无论怎样地续增加钻压，泵压不会再增加，该值即为制动时压力降。

f.多数情况下，钻具制动点的压力降应是推荐工作压力的2倍，如果制动压力降过长较低，轻意制动，这说明马达已不能继续使用，应予以更换。

（注：这种试验只能偶尔进行，而且应尽可能的快，以防高压泥浆长时间流过不转的马达刺坏定子。

）（2）循环压力高于计算值通常是钻具式钻头堵塞，轴承卡住或损坏，或由于施加钻压过大而引起的。

处理办法：a.减少钻压b.停泵c.将钻头提离井底如压力还是降不下来，说明钻具或钻头已经堵塞。

八、大港—钻具的发展状况螺杆钻具是一种发展较快的井下动力钻具，随着钻井和定向钻井市场的需要，我厂由原只生产直型钻具和带弯接头的导向钻具，发展到今天可生产各种组合的导向钻具。

不仅满足了钻井打普通定向井的需要，而且，适合于打各类中、长、短水平井的需要，并伴随开发了DTU、DKO、AKO、FAB四种类型的钻具组合，这些钻具组合的特点：1. DTU组合是在螺杆钻具的万向轴（或挠性轴）部分装有反向双弯的外壳。

由于是反向双弯，故钻头的偏移距较小，这种组合可以开动转盘（低速）实现稳斜及水平段钻进。

这种组合既可用来打长曲率半径的造斜段，也可用来打6°－10°／30m造斜率的中曲率半径的造斜段，还可用来打稳斜段及水平段。

它由MWD、DTU马达及高效钻头组成导向钻井系统的硬件部分，可以实现井眼轨迹的连续控制。

如图8。

2.DKO组合是在螺杆钻具的万向轴（或挠性轴）部分装有同向双弯外壳，这种组合的功能基本与DTU相同，但由于双弯同向钻头偏移距稍大，可以有较大的造斜能力。

如图9。

3.AKO组合是在螺杆钻具的万向轴（在挠性轴）部分装有地面可谓的单弯外壳，其功能与DKO组合相当。

如图10。

4.FAB组合是在螺杆钻具马达的上部及下部（万向轴部分）各装有一单弯外壳，由于这种组合的钻头偏移距很大，故有很强的造斜能力，是一种强造斜组合。

正因为钻头偏移距很大，不能开动转盘钻井，故不能用FAB马达组成导向钻井系统。

如图11。

在钻具稳定器的种类上，不仅有固定式的，而且有可换式稳定器。

稳定器的扶正条形式多种多样，可以起到较好的稳定效果。

总之，钻井市场发展的目标，就是我们产品的最终目标。

我们愿同用户共同开发新型的螺杆钻具和钻具组合。

附录1大港－钻具水力推力和钻压平衡图在钻井过程中，若施加的钻压与钻头水马力匹配，使钻具处于“平衡”状态工作，有助于取得最快钻井效果。

水力推力和钻压平衡图可用来确定最佳平衡点和确定：（l）最佳钻压；（2）最大钻压；（3）推荐钻头水眼压降；（4）轴承负荷。

具体方法如下：1.最佳钻压：a.从图上选择相应的钻头水眼压降线；b.沿压降线向右下观察找出与钻压坐标相交点；c.该交点和即为在该钻头水眼压降下的最佳钻压值，此时水力推力与钻压相等，推力轴承上作用负载为零。

2.最大钻压：a.从图上选择相应的钻头水眼压降线；b.沿此线向右下方观察，找出与坐井底推力轴承最大推荐载荷线的交点；c.从该点向上作垂直线交于钻压坐标线；d.该交点的值即为最大推荐钻压。

3.推荐钻头水眼压降a.在钻压坐标上找出已知钻压值；b.沿钻压线找出一条与已知钻压最近的钻头水眼压降线，确定钻头水眼压降值，然后再确定所选钻头的类型和过流面积大小。

4.轴承负荷a.从已知钻压值垂直向下或向上划一直线。

b.与对应钻头水眼压降线相交，然后从交点左引水平线与轴承负荷坐标相关；c.交点的数值即为轴承负荷。

附录4 反扭矩顺时针旋转的钻具马达给钻头以右旋的扭矩，因此，在定子上就产生和钻头所消耗扭矩相等的反扭矩。

操作者用控制钻压的办法很容易控制反扭矩。

在定向钻井工作中，为了保持正确的方位，必须考虑反扭矩，因为它迫使钻柱向左偏转。

实际由反扭矩造成的反扭角的大小取决于：a.钻压b.钻杆的类型与长度c.井斜大小d.钻铤和加重钻杆的类型和长度e.如装有扶正器，扶正器的数量与位置使用大港一钻具，钻柱的反扭角可粗略参照表11确定。

当然，实际情况与表11中的条件经常不同，必须根据实际测量结果，进行调整，以达到预定的方位。

如果在预定方位一定井斜角下继续造斜，而造斜过程出现偏离，预选方位的情况就不能再用表11，建议用表12，该表是根据95°造斜装置积累的资料，它可以获得较有效的方位变化，而又很少影响井斜角的变化。

注意：a.调整弯接头指向时，转盘应按右旋定向，调整完毕，钻柱需慢慢地提升和下放数次（上提高度应超过9m）消除井眼中的钻杆应力，使其处于自由放松状态。

b.所测得的井眼方位和井斜角不是钻头处的数据，而是大约在钻头以上15m左右处，这是测斜装置距钻头的距离。

c.连续造斜，建议每钻一单根取一测量数据。

d.为使造斜准确，所加钻压应稳定且不要过大。