螺杆钻具

摘要： 螺杆钻具造斜时的应力状态复杂,其造斜机理难以通过数学公式定量计算及分析。本文采用Abaqus软件模拟螺杆钻具碎岩过程,选取南岭科学钻探NLSD-1孔造斜段典型地层:花岗闪长斑岩、凝灰质板岩、粉砂岩及含碳质泥岩,根据NLSD-1孔造斜工艺设计模型相关参数,分别模拟螺杆钻具在上述单一岩性地层和不同岩性交界面地层的碎岩状态,得出岩石应力和应变等值线分布图,从而分析研究螺杆钻具的造斜机理和造斜规律。研究表明,在单一岩性地层造斜时,螺杆钻具的工具面低边侧岩石先于工具面高边侧岩石破碎,使钻孔轴线沿螺杆钻具高边工具面方向进行导向钻进;在不同岩性交界面造斜时,由于受岩石交界面的影响,螺杆钻具的导向功能较差,且上下地层岩石强度相差越大,导向功能越差。

摘要： 随着油气勘探钻井作业的逐步推进,普通实心螺杆钻具无法满足现场投球作业的需求,本文针对这一问题,对万向轴的水帽接头、转子接头以及球铰连杆等关键零部件结构设计,完成了中空万向轴的结构设计。利用有限分析进行受力分析结果表明,万向轴的关键零件的强度满足要求。1前言螺杆钻具主要由旁通阀总成、防掉总成、马达总成、万向轴总成、传动轴总成等组成。

摘要： 通过对螺杆钻具马达总成钻进施工中常见失效现象的原因分析,从设计改进、材料升级、工艺优化等方面提出有效改进措施。

摘要： 可变径稳定器配合螺杆钻具可实现造斜率的调节。设计了基于排量控制外径的可变径稳定器,主要包含3个推力活塞各自驱动的巴掌。推力活塞在钻柱内外压差作用下将巴掌推出,稳定器直径变大;通过调节排量来控制滑阀的轴向运动,从而控制内外压差通道的开关。加工可变径稳定器并进行了测试,通过调节排量可有效控制巴掌的伸出、收回,巴掌的推靠力达到34.75 kN,滑阀密封耐温超过150°C,达到了入井的要求。

摘要： 在深井、超深井中使用螺杆钻具,对螺杆钻具的使用寿命要求越来越高。制约螺杆钻具的效率和使用寿命的关键部件是传动轴总成。对几种螺杆钻具传动轴总成的结构进行对比分析,选用高耐磨的聚晶金刚石复合片(PDC)制造滑动止推轴承,设计出具有长寿命的PDC轴承传动轴总成。分析了PDC轴承及PDC轴承传动轴总成的结构及关键设计参数。井下试验表明,PDC轴承传动轴总成的使用寿命比常用的推力球轴承传动轴总成的寿命增加2~3倍。

摘要： 本文介绍了水力振荡器的工作原理,分析了其配合大功率螺杆钻具在长距离定向水平段钻进过程中改善钻压传递的情况,并通过现场应用的对比分析,阐述了水力振荡器和螺杆钻具组合在岩盐水平对接井施工过程中,能够减少和防止键槽的形成,减轻钻进过程中特别是滑动钻进过程中的托压问题,能显著提高钻井速度,缩短钻井工期,提高经济效益。

摘要： 该文在对液压震击器和螺杆钻具各自功能特点充分认识的基础上,主要研究了震击器和螺杆钻具在处理事故时如何在使用前进行合理的连接以及使用中参数的科学设置,并讨论了在事故处理过程中震机器和螺杆钻具的具体使用情形。通过两种工具结合运用,成功解决井内跑钻、埋钻、烧钻、断钻等事故,从而大大提高事故处理的效率,节约了事故发生后的处理成本。

摘要： 以常规型号的油田钻井用螺杆钻具的发动机定子为例,结合丁腈橡胶(NBR)胶料的物理性能检测,初步建立定子NBR衬套的配合尺寸在时间效应下的变化模型,探讨在定转子的设计配合尺寸下发动机的寿命预测方法。结果表明:发动机定转子出厂前的配合尺寸直接影响其寿命;发动机定子NBR衬套的配合尺寸的主要影响因素有物理力、温升、介质、压变和磨耗;通过测定NBR胶料的物理物性,结合油田实际打井数据,可以预测在定转子的设计配合尺寸下发动机的寿命。

摘要： 高填充定子橡胶的应用及转子表面处理质量的提升极大地延长了螺杆钻具马达部分的服役时长。为解决高填充螺杆马达配合问题,建立了定转子运动模型,采用单向解耦方法,考虑高填充橡胶材料独特性及损耗因子随温度变化的不同取值,利用有限元软件针对环境温度、地层深度、钻井液压力及定转子过盈量取值等进行了计算,研究了定子内腔径向位移与温度分布规律。研究结果表明:排量和过盈量对温升影响较大,钻井液压力是定子橡胶变形量的敏感指标;随着钻井深度的增加,温度极值不断升高,极值点位于定子中部波峰处,位移极大值集中于波峰位置,热应力极大值则集中于定子波谷位置;现场应用与数据统计结果表明,采用该方法进行螺杆钻具选配,可靠性及准确性较高。所得结果可为高填充螺杆钻具定转子啮合耦合规律研究提供理论与数据支撑。

摘要： 螺杆钻具配合PDC钻头钻井技术广泛应用于深部地层的钻进中,该钻井方式中钻头主要采用剪切破岩方式,对研磨性地层效果不佳。深部研磨性地层岩石强度高、研磨性强,钻齿常无法有效地吃入地层,机械钻速普遍较低。针对这一难题,研制了旋转冲击钻井提速装置,用于在常规钻井方式的基础上对钻头施加高幅低频的轴向冲击载荷。旋转冲击一方面在对岩石冲击后形成破碎坑便于钻齿吃入,另一方面对钻头施加周期性的钻压,改善钻头的破岩状态并大幅提高机械钻速。在给出旋转冲击钻井提速装置结构与工作原理的基础上,开展了冲击频率、冲击力、冲击功和关键零件强度等计算,分析表明所设计结构满足现场对复合钻进的要求。该装置在玉门油田鸭西区块进行了现场测试,将PDC钻头与旋转冲击结合的钻进和同一井上趟钻的PDC钻头与螺杆钻具的钻进对比,结果表明采用旋转冲击时机械钻速提高113%。

摘要： 本文简要介绍了等壁厚超短泥浆螺杆马达钻具在水平定向钻进中的应用原理和注意事项,重点分析了采用螺杆钻具导向的影响因素和施工中的注意事项,具有很好的指导意义.

摘要： 旋冲钻井和螺杆转盘双驱复合钻井是提高深井和超深井机械钻速的有效途径,利用推力轴承滚动体在特制起伏轨道上滚动产生轴向位移的原理,研制了一种推力轴承式应用于螺杆钻具的轴向冲击装置,并测试了装置的冲击性能.冲击装置轴向中心部位是机械传动与冲击单元,由六方传动轴和冲击传动轴组成,两轴以六方结构滑动套合串接,两轴端面最大间距为K,两轴套合部位外侧是冲击蓄能和激发单元,由滚轮、滚轮支架和滚轮轨道组成,滚轮支架与壳体固定连接,滚轮轨道与冲击传动轴固定连接.滚轮轨道面均布连续的凸起,凸起高度为H,滚轮沿凸起上升完成蓄能,沿凸起下降,因为K大于H,产生冲击.性能测试表明,在钻压20kN,泵排量20L/s条件下,装置冲击力峰值达到钻压的2.5倍,寿命达到80小时,达到了研制目的.

摘要： 螺杆钻具与钻头、钻铤等组成井底钻具组合，位于钻柱的最底部，螺杆钻具工作时承受纵向、横向、扭转3个方向的作用力，恶劣的力学环境常导致螺杆钻具断裂失效，本文重点阐述四川区块螺杆钻具传动轴在井下断裂落井后,应如何保护断口、如何对断口进行宏观分析和微观分析,然后观察断口的金相组织,对材料的显微组织进行分析,再根据材质力学性能,最终确定螺杆钻具传动轴断裂机理.

摘要： 螺杆钻具推力轴承在井下工作时要承受高轴向载荷、高冲击载荷、钻井液磨粒磨损及高转速的恶劣工作环境,导致常规球轴承滚动止推轴承快速失效.PDC滑动止推轴承由于摩擦系数低、承载能力高、耐磨损,可代替常规串轴承,提高螺杆钻具的使用寿命.本文介绍了PDC滑动止推轴承的结构设计、分析了失效形式,用两种规格的PDC复合片进行了失效及磨损试验研究,得出了PDC滑动止推轴承的失效曲线以用于指导轴承设计及现场应用.现场试验结果表明,PDC滑动止推轴承具有较长的使用寿命.

摘要： 2013年,结合油田现场作业需求,中国石油集团钻井工程技术研究院北京石油机械厂推出了系列高速螺杆钻具,主要与孕镶金刚石钻头配合使用,应用于四川、新疆、大庆等区块儿的研磨性硬地层,作为钻井提速工具.在四川元坝区块儿的应用证明该种螺杆钻具与孕镶金刚石钻头的组合,可有效提高机械钻速,与进口涡轮钻具与孕镶金刚石钻头组合的使用效果相当,且工具费用更低,有利于降低钻井成本,具有很好的推广应用价值.

摘要： 2012年大牛地气田实现水平井整体开发,钻井过程螺杆钻具复杂频发,除工具本身质量问题外,主要是对螺杆钻具认识不清.通过综合分析转盘与单弯螺杆钻具联合钻进时的行星轮运动,急始和急停导致反扭矩急剧增大,当螺杆无法承受集中扭矩应力就会发生失效.本文从螺杆构件组成及工作原理入手,分析反扭矩产生的实质及危害,编制软件实际计算反扭矩大小,认识危害的严重性,分析产生原因,详解避免的方法,从而达到减少现场复杂发生,实现提速提效目的.

摘要： 螺杆钻具是油气钻井中应用最广泛的1种井下动力钻具.近年来的研究成果表明,在深井和超深井钻井中采用螺杆钻具配PDC钻头的复合钻井技术是提高机械钻速的1项有效技术措施.但是,在实际应用中,螺杆的输出性能与理论输出性能有很大的差别.因此,分析螺杆的实际工作特性具有很重要的意义.将螺杆钻具定转子副简化为简单的环形筒模型,并考虑螺杆内部几何结构和钻井液性能等因素对螺杆输出性能的影响,推导了螺杆压降的计算公式,建立了螺杆钻具理论和实际输出钻速和扭矩的数学计算模型.

摘要： 传动轴是螺杆连接钻头和万向轴的桥梁，主要的作用是传递马达和转盘施加的扭矩传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。由于复杂的工况作用，它是螺杆钻具最易发生断裂失效的部件之一，螺杆断裂在钻进中会造成极大的危害，是钻井的重要事故之一。文章分析了螺杆传动轴联接螺纹断裂的影响因素,通过有限元计算出传动轴联接螺纹应力集中最大部位,找出了传动轴联接螺纹中间部位为薄弱处,对薄弱处进行有限元计算,发现开应力槽可以分散应力集中状况,并对其在产品中进行应用,且在钻井使用中取得了较好的效果.

摘要： 本文仅以长山盐矿长山采区146井修治井为例，总结和探讨螺杆钻具和定深射孔技术在岩盐钻井水溶开采大面积连通采区修治井作业中的成功应用经验，为提高岩盐资源利用率和开采回采率探索出新的途径。

摘要： 为提高螺杆钻具马达总成的转子的抗腐蚀性,需采用沉淀硬化型马氏体不锈钢17-4PH材料代替原先的转子材料42CrMo.17-4PH材料经过固溶时效处理,可提高强度、硬度和耐腐蚀性.通过对17-4PH材料试样和实物的热处理工艺试验,找出适合的固溶时效工艺,处理后的17-4PH材料的力学性能、冲击功和硬度均符合AISI630标准.

摘要： 本发明涉及一种螺杆钻具马达及具有该马达的螺杆钻具，其中螺杆钻具马达包括定子金属壳体、橡胶衬套和转子，定子金属壳体的内腔包括中间扩径部分和位于中间扩径部分两端的螺纹连接部分，且螺纹连接部分的孔径小于中间扩径部分的孔径；橡胶衬套设置于定子金属壳体的中间扩径部分内，转子安装在橡胶衬套的内孔中，并与橡胶衬套相啮合形成密封腔。本发明可广泛应用于石油、天然气勘探开发的钻进作业中。本发明通过扩大螺杆钻具马达定子金属壳体内腔中间部分的孔径，大大增加了螺杆钻具马达的钻井液过流面积，使得螺杆钻具马达具有输出扭矩高、扭矩输出稳定、转化效率高等特点，从而有效提高石油、天然气勘探开发的钻井过程中的钻井能力和效率。

摘要： 本发明公开了一种螺杆钻具传动轴总成抗冲击结构，多列推力角接触轴承与上TC轴承动套、上TC轴承静套之间安装有外减震垫和内减震垫。相应地，本申请还提供了一种螺杆钻具，包括传动轴总成，还包括如权利要求1所述的螺杆钻具传动轴总成抗冲击结构。本发明结构简单，易于加工，组装，配件更换方便，抗冲击力强，使用寿命长。

摘要： 本发明公开了一种螺杆钻具旁通阀，包括阀体、阀芯以及阀座，所述阀体内部从上到下依次设置有进口通道、滑动腔、旁通腔以及出口通道，所述进口通道与滑动腔的连接处设置有安装台阶，所述安装台阶处放置有护套管，所述护套管上端面设置有向外延伸的环状翼缘，所述环状翼缘压在安装台阶上，所述护套管上端连接有过滤网，所述护套管与滑动腔壁之间具有间隙。相应地，还提供了一种螺杆钻具，包括上述任一项所述的螺杆钻具旁通阀。本申请弹簧设在密封空间内，避免了弹簧充存在杂物，从而造成阀芯无法移动的情况；另外，设置有护套管结构且将护套管下端面更改为从内向外的斜面，此种结构有效保证了阀芯内壁的清洁，防止杂物在阀芯壁上沉积，影响使用。

摘要： 本发明提供了一种螺杆钻具用防掉马达及螺杆钻具，防掉马达包括防掉接头、防掉连杆组件、马达定子及马达转子，所述防掉接头的上端内螺纹连接旁通阀，下端外螺纹连接马达定子。相应地，本发明还提供了一种螺杆钻具。本发明防掉结构通过弹簧垫圈及固定螺钉横向固定的双层设计，从根本上解决了常规防掉结构因为其自身螺纹倒扣而失效的问题，从而解决了外部结构失效脱落问题，延长了产品寿命及钻井安全效率。

摘要： 本发明公开了一种提高螺杆钻具使用性能的方法及超级螺杆钻具，包括防掉转换总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成，所述防掉转换总成包括防掉转换接头、防掉盘和防掉连杆，防掉转换接头内部设有防掉盘，防掉连杆的上端套入防掉盘中并通过备紧螺母固定，防掉连杆的另一端与马达总成的转子上端连接。本发明结构简单，安全可靠，不仅能够实现常规螺杆钻具的旋转钻进及弯壳体定向钻进功能，同时还特别适用于超大排量、超大扭矩、超大钻压、大弯度下超高复合转速的钻井场合(即为短半径钻具)，具有与常规螺杆相当的使用寿命，极大扩展了螺杆钻具适用范围，能够有效提高钻井速度。

摘要： 本发明涉及一种螺杆钻具马达及具有该马达的螺杆钻具，其中螺杆钻具马达包括定子金属壳体、橡胶衬套和转子，定子金属壳体的内腔包括中间扩径部分和位于中间扩径部分两端的螺纹连接部分，且螺纹连接部分的孔径小于中间扩径部分的孔径；橡胶衬套设置于定子金属壳体的中间扩径部分内，转子安装在橡胶衬套的内孔中，并与橡胶衬套相啮合形成密封腔。本发明可广泛应用于石油、天然气勘探开发的钻进作业中。本发明通过扩大螺杆钻具马达定子金属壳体内腔中间部分的孔径，大大增加了螺杆钻具马达的钻井液过流面积，使得螺杆钻具马达具有输出扭矩高、扭矩输出稳定、转化效率高等特点，从而有效提高石油、天然气勘探开发的钻井过程中的钻井能力和效率。

摘要： 本发明公开了一种螺杆钻具旁通阀，包括阀体、阀芯以及阀座，所述阀体内部从上到下依次设置有进口通道、滑动腔、旁通腔以及出口通道，所述进口通道与滑动腔的连接处设置有安装台阶，所述安装台阶处放置有护套管，所述护套管上端面设置有向外延伸的环状翼缘，所述环状翼缘压在安装台阶上，所述护套管上端连接有过滤网，所述护套管与滑动腔壁之间具有间隙。相应地，还提供了一种螺杆钻具，包括上述任一项所述的螺杆钻具旁通阀。本申请弹簧设在密封空间内，避免了弹簧充存在杂物，从而造成阀芯无法移动的情况；另外，设置有护套管结构且将护套管下端面更改为从内向外的斜面，此种结构有效保证了阀芯内壁的清洁，防止杂物在阀芯壁上沉积，影响使用。

摘要： 本实用新型公开了一种用于螺杆钻具的防倒转装置和螺杆钻具，该防倒转装置包括：固定筒和固定座，固定筒的一端具有用于将固定筒固定在井口的法兰，固定座包括两个管柱夹持块，两个管柱夹持块均具有连接面，连接面均设有凹槽，两个管柱夹持块的连接面贴合连接，两个管柱夹持块的凹槽构成用于夹持螺杆钻具的管柱的夹持槽，固定筒的横截面的内轮廓呈多边形，两个管柱夹持块在第一平面上的正投影的外轮廓与固定筒的横截面的内轮廓相匹配，使得固定座能够位于固定筒内，且夹持槽的轴线方向与固定筒的轴线方向重合，第一平面为垂直于夹持槽的轴向的平面。本实用新型能防止因螺杆钻具产生的反扭矩而导致管柱倒转的问题，提高安全性。

摘要： 本实用新型提供了一种螺杆钻具用防掉马达及螺杆钻具，防掉马达包括防掉接头、防掉连杆组件、马达定子及马达转子，所述防掉接头的上端内螺纹连接旁通阀，下端外螺纹连接马达定子。相应地，本实用新型还提供了一种螺杆钻具。本实用新型防掉结构通过弹簧垫圈及固定螺钉横向固定的双层设计，从根本上解决了常规防掉结构因为其自身螺纹倒扣而失效的问题，从而解决了外部结构失效脱落问题，延长了产品寿命及钻井安全效率。

摘要： 本实用新型涉及一种螺杆钻具马达及具有该马达的螺杆钻具，其中螺杆钻具马达包括定子金属壳体、橡胶衬套和转子，定子金属壳体的内腔包括中间扩径部分和位于中间扩径部分两端的螺纹连接部分，且螺纹连接部分的孔径小于中间扩径部分的孔径；橡胶衬套设置于定子金属壳体的中间扩径部分内，转子安装在橡胶衬套的内孔中，并与橡胶衬套相啮合形成密封腔。本实用新型可广泛应用于石油、天然气勘探开发的钻进作业中。本实用新型通过扩大螺杆钻具马达定子金属壳体内腔中间部分的孔径，大大增加了螺杆钻具马达的钻井液过流面积，使得螺杆钻具马达具有输出扭矩高、扭矩输出稳定、转化效率高等特点，从而有效提高石油、天然气勘探开发的钻井过程中的钻井能力和效率。