定向钻进系统指导书

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1、附：实验指导书实验一螺杆钻具及测斜仪器观测实验实验日期姓名班级学号实验成绩.一　实验目的1．了解YL型、LF型液动螺杆钻具工作原理及性能调节；2．熟悉孔底动力机定向钻进钻具组成，了解造斜件、定向接头的特点和结构；3．了解常用测斜仪工作原理及使用方法；4．了解造斜钻头的结构特点，分析钻头孔底碎岩机理及破坏机理。二　实验器材YL—65型螺杆钻具一套；LF—65型螺杆钻具一套；JXY—2型测斜仪一套；金刚石、复合片、硬质合金造斜钻头三组；弯外管、定向接头、无磁钻铤等。三　实验内容(一)造斜钻头观测1．金刚石造斜钻头的结构组成，底唇面形状、水口形

2、状；2．观测复合片钻头的组成、复合片形状及镶焊方式。3．观测硬合金造斜钻头结构要素，硬合金的排布、形状、数目；4．将上面观测结果填入造斜钻头观测记录表。造斜钻头观测记录表钻头名称钻头体胎体切削具水口唇面形状高度壁厚材料材料尺寸粒度出刃排列方式形状大小金刚石钻头复合片钻头硬质合金钻头(二)JXY—2测斜仪观测JXY—2型测斜仪(见图3—1)利用罗盘测量钻井方位角和利用悬锤测量钻井顶角，它只适用于非磁性岩层和矿层内、直径大于80mm的钻井。1．将测斜仪减震垫拿出，从保护筒中取出仪器，观察测斜仪的结构、组成；2582．根据钻孔深度、仪器下放时间

3、，确定定时时间。3．检查仪器工作状态，正常后，定时，将仪器放入保护筒中，加上减震垫。4．拧卸开铜套管，将两个测斜仪分别放于上、下管中，加上密封圈，将铜套管上紧，下入钻孔中。5．定时时间一到，将仪器从孔中取出，记录测斜数据。取两个测斜仪的平均值，得出钻孔测点的顶角及方位角。6．实验结束，将仪器各部件清洗干净，放回原处。测斜仪主要技术特性：仪器外套管直径75mm，全长1990mm，全部重量约33kg；每台仪器放置测量仪器主体二具；仪器最高工作温度80℃；仪器外套管密封性能承受液压不小于7MPa；测量仪器主体(连保护管)直径54mm，高213m

4、m；方位角刻度分度2°，在顶角4°以上时测量误差为±4°；顶角刻度分度值2°，测程0～60°，测量误差在0～30°间不超过±1°，在30°以上不超过±2°；定时装置最大工作时间110分钟，最小工作时间10分钟。(三)造斜件、定向接头的观察观察造斜件、定向接头，了解其结构特点及工作机理。(四)LF—65型、YL—65型液动螺杆钻具拆卸、结构观察1．LF—65型螺杆钻具观察。如图1所示，LF—65型螺杆钻具是一种井底发动机，其动力来源于地表的泥浆泵所提供的高压液体（水或泥浆）。由下列主要部分组成：溢流阀，螺杆发动机，万向联轴节，驱动轴及轴承。

5、(1)观察螺杆钻具，了解钻具的的外部结构；(2)将钻具从上而下，依次拆卸，观察各组件的结构，了解其功用。注意：定子以上丝扣为正扣，定子以下丝扣均为反扣；a溢流阀螺杆钻具在正常工作时，溢流阀应关闭严密。让由地表泵送来的高压液体全部通过，推动发动机转子旋转而不损失过大的压力。当下钻具时，溢流阀应处于开启位置，使钻杆通过该阀上的旁通孔连通。这样，可以防止转子反转，提钻时，溢流阀上的旁通孔打开，可使钻杆内的液体通过旁通孔排入孔内，不致因提钻拧卸钻杆时喷溅液体而污染地表设备。258溢流阀主要由上接头、阀体、阀芯、弹簧及阀芯的上、下“O”形密封圈组成

6、。当开泵使螺杆钻具工作时，在液体压力差值的作用下，阀芯向下迅速移动，下端插入阀体中的阀座内，此时阀芯下端的“O”形密封圈起作用，阻止液体从旁通孔流走，迫使液体全部送到螺杆发动机使其工作，当停泵提钻时，阀芯依靠弹簧的回弹力量回到原来位置，打开旁通孔，使钻杆与孔内连通。图1LF—65型螺杆钻具结构示意图1—阀接头；2—溢流阀组件；3定子；4—转子；5—转子接头；6—上万向节外管；7—万向节组件；8—下万向节外管；9—过水接头；10—压紧套筒；11—上止推轴承组件；12—上缓冲垫；13—上橡胶轴承；14—下橡胶轴承；15—下止推轴承组件；16—

7、下缓冲垫级；17—传动轴b螺杆发动机橡胶轴承主要由两个零件——五波齿转子和六波齿定子所组成。定子外壳内衬耐油、耐磨优质橡胶，转子用优质钢材制造，表面镀硬铬层。螺杆发动机是螺杆钻的核心，依靠其转子和定子间的相互配合将地表泥浆供给的液体能量转化为能克取岩石的机械能，因此转子与定子的配合极为重要。它们之间的配合状态（形状及尺寸）决定了螺杆钻的工作性能和工作状况。新的螺杆发动机，在工作100～120h以后，它们之间由于磨损而产生间隙，导致其效率下降，这时则需要更换新的转子和定子。c万向联轴节它位于螺杆发动机转子的下部，通过丝扣与转子联接，万向联轴

8、节的下部与驱动轴上的过水接头相联接，其作用是将螺杆发动机的扭矩传给驱动轴，并将转子的偏心回转运动变成驱动轴的同心回转运动，同时还承受转子工作中产生的轴向力。万向联轴节主要由两个万向节中间连接杆