《螺杆钻具基础》PPT课件

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1、大港中成螺杆钻具技术介绍中国石油集团渤海石油装备制造有限公司大港中成机械制造有限公司2008年5月28日大港中成螺杆钻具技术─为钻井工业提供强劲动力报告提纲螺杆钻具结构与工作原理螺杆钻具防掉设计特点螺杆钻具技术研发特点螺杆钻具选型与注意事项螺杆钻具下一步发展方向一、中成-螺杆钻具的结构与工作原理1、中成-螺杆钻具的工作原理：莫锘原理的容积式井下动力钻具。将泥浆液体压力能转化成机械能。高压泥浆流经旁通阀进入马达，驱动转子绕定子轴线旋转，马达产生的扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。2、螺杆钻具的发展情况：1985年，国内首家引进美

2、国Dyna钻具技术和装备；2003年，投资3800万元资金进行技术改造，力争达到钻具使用寿命稳定在200小时以上；2005年，技改投资项目顺利完成；2006年，集团公司又投资3000多万进行二期改造扩大产能，到2007年底实现3个亿的年生产能力。3、使用螺杆钻具的优点：提高钻速，缩短周期，降低成本。减少钻杆磨损和动力传递损耗。准确造斜、定向、纠偏，提高工程质量。用于水平井、丛式井，提高钻井的经济效益。复合直井钻进，减少起下钻次数。缩短钻井周期，抑制对油气层的污染。4、中成-螺杆钻具的结构：(1)、旁通阀总成作用：通过旁通阀的闭合与开启，控制马达的启动

3、与停止以及下钻时使钻杆内填充泥浆，起钻时泄漏泥浆，防止污染井台。中空马达可不用旁通阀总成，用过渡接头代替。旁通阀总成组装演示(2)、马达总成作用:转子在压力泥浆的驱动下，绕定子轴线旋转，完成液体压力能向机械能的转化，为钻头提供动力。马达总成附带有防掉结构，用于防止因定子及以下部分断裂造成的落井事故。马达总成包括定子和转子，定转子是马达总成的核心部件。为了适应不同钻井工况，开发了各种规格及性能的马达总成，目前的规格型号涵盖了从73－286各种规格尺寸，并且每种规格又包括不同扭矩和转速的型号。根据井温要求：定子橡胶分普通定子和高温定子两种。适应排量要求：

4、转子分实心转子和中空转子两种。根据钻井泥浆液要求：对转子表面镀铬处理，适用于水基泥浆和油基泥浆；对转子表面碳化钨超音速喷涂，适用于饱和盐水泥浆。马达总成组装演示(3)、万向轴总成作用:将转子的偏心运动转化成传动轴的定轴运动。万向轴常用的除花瓣式万向轴外，还有挠性轴、密封球铰接式万向轴；万向轴壳体分为直壳体、固定角度弯壳体和可调弯壳体。可调弯壳体弯角具有可在钻井平台井口调整弯度的优点，既可作直螺杆使用又可作弯螺杆使用。可调弯壳体主要配挠性轴使用。常规花瓣式球铰接式挠性轴万向轴分类：花瓣式万向轴总成组装演示万向轴壳体分类：直壳体固定角度弯壳体*单弯壳体*

5、双弯壳体：同向双弯、异向双弯可调角度弯壳体(配合挠性轴使用)角度调整步骤可调角度弯壳体调整弯度步骤：步骤一:分别卡住上壳体与调整滑套，转动上壳体，施加扭矩松开连接，松扣最多一圈。步骤二:分别卡住调整滑套与下壳体，逆时针转动下壳体至所要求的角度刻度线与调整滑套上刻度线对正。步骤三:分别卡住调整滑套与上壳体，转动上壳体，施加扭矩上紧连接。步骤四:分别卡住调整滑套与下壳体，并施加100％的额定扭矩上紧，调整弯度完毕。(4)、传动轴总成作用:传动轴总成的作用是将马达的旋转动力传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。组成：基本上由串轴承、径向轴承、传动

6、轴、壳体及其它零部件组成。串轴承为多列向心推力球轴承，在钻头悬离井底空转时，主要承受整个液柱的向下推力和转子、万向轴、传动轴及钻头的重量；在钻头座于井底时承受工作状态所施加的钻压合力。径向轴承为滑动轴承，上、下各有一组，主要用来承受转子作行星运动引起的弯曲载荷和钻头的侧向力。(4)、传动轴总成--油密封式传动轴总成作用:改善轴承工作环境，减少了各轴承的磨损，大大提高了传动轴总成寿命。已经销往印度等国家并成功使用，其中172螺杆的使用时间超过150h，203和244螺杆使用寿命超过200h。传动轴总成组装演示5、中成-螺杆钻具整体组装演示：二、中成-螺

7、杆钻具的防掉设计特点1、防掉短节＋拉杆＋防掉螺母：原理：如防掉短节以下螺纹连接处脱扣或外部件断裂时钻具整体下移，防掉螺母挂在防掉短节的挡盘上，防止发生钻具落井事故。2、传动轴防掉：1）通过半环或销钉防掉原理:如果传动轴上部水帽螺纹连接处脱扣或断裂时一种结构是防掉半环下移挂在下短节内部台阶上，防止传动轴落井。另一种结构是下短节上安排有销钉孔，由四个防掉销钉挂在传动轴凹槽里，防止传动轴脱落。2、传动轴防掉：2）反扣锁紧套锁紧原理:采用反扣螺纹防止传动轴下短节脱扣，同时增加锁紧套，反向锁紧。这样有效防止下短节脱落造成的传动轴内部零件脱落；另外水帽尺寸大于传

8、动轴壳体内径尺寸也起到双重作用。2、传动轴防掉：3）传动轴下端轴头处优化设计改进了传动轴下端结构，增加了强度