螺杆动力钻具的选择
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定向井水平井试题一、填空(一)、工程类1.根据轨道的不同,定向井可分为和两大类2.定向井三要素是。
3.井身轨迹的计算参数包括。
4.井身轨迹的图示法包括和,和。
5.目前常用的测斜仪分为、和三类。
6.目前公司运用的井眼轨迹计算方法为法。
7.井斜的原因主要包括两个方面因素、,另外还有等因素。
8.二维定向井可分为和,三维定向又可分为和。
9.定向井设计应遵循的原则、、。
10.造斜点的选择应选择在、等复杂情况的地层开始造斜。
11.按照我国钻井行业标准的规定,常规二维定向轨迹有四种类型:、、和。
12.定向井及水平井设计依据的条件有两种,一种是由。
13.动力钻具又称井下马达,包括、、三种。
14.动力钻具造斜工具的形式有三种、、。
15.转盘钻造斜工具包括、和组合。
16.扶正器钻具组合按照增斜能力的大小分为、、三种,按照稳斜能力的大小分为、、三种,按照降斜能力的大小分为、两种。
17.一口定向井的轨迹控制过程可分为三个阶段、、。
18.水平井根据曲率半径的大小分为、、、、。
19. 长半径水平井造斜率、井眼曲率半径、水平段长度。
20. 中半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
21. 中短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
22. 短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
23. 超短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度24.在钻井过程中,如果钻井液不循环,则井内钻井液静液柱压力作用在井眼不同井深,称为井内,作用到井底的压力称为井底压力。
25.抽液压力和激动压力统称为。
26.地层流体侵入井眼的原因主要有、、、。
27.地层流体侵入井眼征兆:(1);(2);(3);(4);(5);(6 );(7 );(8 );(9);(10)。
28.地层流体侵入井眼的检测方法包括、、。
29.井涌关井方式分类可分为、、。
30.对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是:(1)实际着陆点必须不超出;(2)在水平控制中实钻轨道不得穿出。
31.着陆控制是指从直井段末端的开始钻至油层内的的过程。
第二节第节螺杆钻具(中国石油大学谭春飞主讲)目录一、概述1.井下动力钻具简介2.井下动力钻具发展概述3.井下动力钻具分类3井下动力钻具分类二、螺杆钻具简介、结构及分类1.螺杆钻具简介1螺杆钻具简介2.螺杆钻具结构3螺杆钻具分类3.螺杆钻具分类三、螺杆钻具各部分的工作原理1.旁通阀总成1旁通阀总成2.螺杆钻具马达部分万向轴总成3.万向轴总成4.传动轴总成一、概述1.井下动力钻具简介将动力发动机置于井底直接与钻头相联驱动钻头破碎岩石进行钻井的井下动力装置,称为井下动力钻具。
这种钻井方式称为井下动力钻具钻井。
特点:1)井下动力钻具钻井时,钻杆不转,只承受钻头的反扭矩,这样可1)井下动力钻具钻井时钻杆不转只承受钻头的反扭矩这样可改善钻柱的受力状况,减少钻柱与套管之间的磨损;2)井下动力钻具与转盘钻井相比,转速快,有利于提高机械钻速;3)可实现井身轨迹的定向控制。
4)可与转盘复合,实现复合钻井。
不仅可以实现旋转或滑动钻井,还可提高钻头转速,提高钻井速度。
还可提高钻头转速提高钻井速度2.井下动力钻具发展概况井下动力钻具发展概况世界上第个井下动力钻具的专利于1873年注册于美国,比转盘钻世界上第一个比转盘钻井的提出还早11年;但其真正应用是在20世纪20、30年代的前苏联。
前苏联作为全球主要应用涡轮钻具钻井的国家,在20世纪50年代中期以前,作为全球主应涡轮钻钻井的家在纪年代中期前前苏联80%以上的油井是用涡轮钻具钻成的。
20世纪30年代,法国工程师根据对阿基米德螺旋泵的研究成果设计了单螺杆泵。
1955年,美国戴纳公司(Dyna)在单螺杆泵的基础上研制开发单螺杆钻具,于1958年起开始出售商品,一时占领世界市场。
1966年,前苏联的苏井科学技研究院开始研制多头螺具全苏钻井科学技术研究院VNIIBT开始研制多头螺杆钻具。
井下动力钻具发展概况2.井下动力钻具发展概况随着定向井数目的增加,20世纪70年代,人们对螺杆钻具的兴趣与日俱增。
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。
等壁厚螺杆钻具结构特点及应用作者:种法强来源:《科学与技术》 2019年第3期摘要:同等条件下等壁厚螺杆钻具容积效率、转速、输出扭矩、总效率和输出转矩均优于常规螺杆钻具。
螺杆钻具以泥浆为动力载体,通过泥浆泵泵出的泥浆液,经过旁通阀进入马达后在进出口形成压差,推动马达转子旋转,通过传动轴和万向轴将转速和扭矩传递给钻头,等壁厚螺杆钻具技术优势明显。
掌握这种新型动力钻具的技术特点是保证其在钻井生产中合理运用的前提。
本文就等壁厚螺杆钻具与普通螺杆钻具的区别,以及在丛式井组的实践运用讨论了等壁厚螺杆钻具在钻井生产中的优势。
关键词:等壁厚螺杆钻具;技术优势;转速扭矩;结构组成1结构特点同普通螺杆钻具基本结构相同,如下图1所示,等壁厚螺杆钻具包括:传动轴总成、万向轴总成、马达总成、防掉总成和旁通阀总成等五部分。
虽然两种钻具的结构组成相似,但详细结构却存在较大的差异。
如图1a所示,常规螺杆钻具马达外壁为刚体,在内壁光滑的定子壳体上浇铸橡胶形成衬套。
橡胶衬套黏合与内壁光滑的定子壳体上,外表面为圆柱形,内表面为螺旋曲面,与转子相互啮合,通过不同的导程差形成螺旋密封腔。
采用这种浇铸方法,定子壳体内的橡胶衬套厚薄不均,波峰和波谷处的橡胶厚度存在较大差别。
由于橡胶衬套硫化过程中的温度和时间无法改变,波峰、波谷处的橡胶会出现过度硫化及硫化不充分的现象,加之螺杆钻具转子在定子内长时间工作,因此容易出现掉块、撕裂和脱胶现象,导致马达过早失效,缩短了螺杆钻具的使用寿命。
如图2b所示,等壁厚螺杆钻具马达定子的螺旋曲面经过硫化后厚度一致、分布均匀,等壁厚橡胶硫化过程中不会出现脱胶或老化等问题,内表面加工后的螺旋曲面与转子配合形成等壁厚马达,增强了橡胶在定子表面的抗变形能和耐冲击能力,达到最佳硫化效果,延长了马达使用周期。
同时定子内橡胶适用性强,在运转条件下变形程度低,增加了与转子的配合量,提高了马达压降,即使在压降相同的情况下马达尺寸缩短,钻具机械效率得到进一步提高。