螺杆钻具使用规程讲课教案.docx

1、螺杆钻具使用规程讲课教案螺杆钻具使用规程螺 杆 钻 具 使 用 规 程一、螺杆钻具的选择（1）根据井眼大小确定使用螺杆钻具的尺寸（见表1）。（2）根据所施工井眼类型和所设计造斜率的大小来选用螺杆钻具类型：直螺杆、单弯、双弯（同向双弯和异向双弯），进一步确定其长度、弯壳体度数、稳定器外径及稳定器数量。（3）用于复合钻进的弯壳体螺杆的度数应根据井眼尺寸的大小来定，只要所选弯壳体螺杆的弯曲点绕井眼轴线的公转半径R/2（为钻头直径mm），就不会导致井眼扩大。R的计算如下： 式中R：弯壳体的弯曲点绕井眼轴线的公转半径 mmL1：钻头到弯曲点的长度 mL2：弯曲点至其上第一个切点或至上稳定器的长度m：弯壳

2、体的弯曲度数 d：弯壳体外壳直径 mm（4）对于井底温度比较高的特殊井，选用耐高温的螺杆钻具（常规螺杆的耐高温指标为120）。(5)相同排量下，螺杆钻具马达转子的头数越多，自身转数越低，产生的扭矩越大,反之螺杆马达转子的头数越少，自身转数越高，产生的扭矩越小。如果使用螺杆的井段地层较软，应该选用头数较少，发挥螺杆高转速的特性，从而获得较高的机械钻速，反之，相对较硬的地层，尽量选择多头，从而保证井下有较大的扭矩，适应现场需要为原则。马达转子头数多少决定了该型号螺杆的一个转速和扭矩的基本特征。而螺杆实际输出转数由马达头数的多少、螺杆马达的设计参数、实际输入流量、马达井下负载大小等综合因素决定。可以

3、结合实际情况优选更适合现场的螺杆钻具。表1 不同井眼尺寸对应的螺杆公称外径型号井眼尺寸螺杆公称外径型号118-120 (45/8-43/4)95mm120-142 (43/4-55/8)105mm 149-165 (55/8-61/2)120或127mm 172-200 (63/4-77/8)140mm 200-216 (77/8-81/2) 159mm 216-222 (81/2-83/4)172mm 222-241 (83/4-95/8)185mm 251-270 (91/2-105/8)197或203mm 270-289 (105/8-113/8)210mm 289-311 (113/8

4、-121/4)216mm 311-394 (121/4-151/2)244mm 394-508 (151/2-20)286mm二、螺杆钻具对钻头的要求（1）采用螺杆钻具钻进时间不长的作业，如定向造斜、侧钻、纠斜等，选用适合于高速旋转的牙轮钻头。（2）采用螺杆钻具钻进时间较长的作业，如水平井、大斜度井等需要采用复合钻进的作业，选用适合于定向造斜用的PDC钻头。（3）合理选择钻头水眼,保持一定的钻头压降。三、螺杆钻具的使用条件（1）螺杆钻具的工作排量按螺杆厂家推荐的范围选择。（2）螺杆钻具适用于各种类型,不同密度的钻井液,包括淡水、盐水、油基钻井液,乳化钻井液,高粘度钻井液,但要求钻井液含砂量小于

5、0.5%, 润滑性好。四、螺杆钻具下井前的检查（1）测量好螺杆钻具的每一部分尺寸并做好记录（见图1、表2），用肉眼检查是否有损坏的地方，特别是两端螺纹和台阶，然后用探伤仪器再作进一步检查。图1 螺杆钻具尺寸量取示意图表2 螺杆钻具尺寸记录表名称编号角度扣型LDL1L2L3L4L5L6L7L8上下mmmcmcmcmcmcmcmcmcm导向马达 （2）用链钳转动驱动头或者吊上钻台后用大钳转动驱动头,以防抱死；上好提升短节，用电（气）动小铰车配合大门绷绳将螺杆钻具抬到大门坡道上，然后用大钩将其提升上钻台,卸去护丝并将螺杆钻具放入井内,使旁通阀位于转盘面上,用卡瓦将螺杆钻具卡牢并装好安全卡瓦,卸掉提升

6、短节。（3）用小于旁通接头水眼的木棒向下压旁通阀阀芯,从上部向水眼内注满水,此时旁通阀侧孔应不漏水、水面无明显下降,撤去木棒,阀芯在弹簧力的作用下复位,所注水从旁通阀侧孔均匀流出,则为正常。（4）将螺杆钻具用吊卡吊起，测量此时不转动部分的最下端（下径向轴承的下端）与驱动接头之间的间隙值为D1（见图2）。然后将螺杆钻具坐于转盘面上,释放其重量,使传动轴受压, 再次测量此时不转动部分的最下端（下径向轴承的下端）与驱动接头之间的间隙值为D2（见图2）。D1-D2为轴向间距,其大小必须小于表3所规定的数据方可下井。图2 螺杆径向间隙测量示意图表3不同型号的螺杆允许的最大径向间隙钻具型号(本体外径mm)

7、最大允许间隙mm43254/60/73/79389/95/1054120/127/1405159/165/1726197/203/216/2287244828610 五、井口试运转（1）下接钻头(不含PDC钻头),上接方钻杆,下放螺杆钻具使其旁通阀位于转盘面以下能观察到的位置。（2）随着排量增加旁通阀芯下行关闭侧孔,保持排量不变,上提方钻杆使钻头位于喇叭口内,观察传动轴是否转动正常。（3）传动轴转动时,一小部分钻井液经轴承呈伞状从传动轴与定子外壳间喷出,其流量约为总排量的7%左右，伞状喷出钻井液量过大、过小均为不正常。同时注意泵压表上压力的变化，在钻头水眼合适的情况下，观察其压力值是否符合所推

8、荐的压力值。（4）下放钻具使旁通阀位于转盘面以下能观察到的位置停泵,钻井液能从旁通阀侧孔均匀流出为正常。六、螺杆钻具下钻（1）控制下钻速度,不应大于60m/min。弯壳体螺杆下钻时要周期性地转动钻具以消除井眼台阶、硬地层和套管鞋对下钻的影响。（2）井眼必须畅通,遇阻不得超过正常摩阻100KN，严禁使用螺杆钻具进行长时间划眼，防止发生螺杆断裂落井。（3）下钻时认真观察钻井液返出量,当发现返出钻井液量异常时(旁通阀堵塞时,排出量约为正常量的3倍)，应考虑为旁通阀堵塞，立即接方钻杆开泵打通旁通阀后再继续下钻。（4）在下钻过程中不得使用螺杆钻具进行堵漏、处理泥浆等作业。（5）对于深井和高温井,在下钻过

9、程中要周期性地进行中途循环泥浆,防止温度过高而使钻具堵塞或损坏。七、螺杆钻具的启动和钻进（1）滑动钻进滑动钻进前，应充分冲洗井底，清除井底岩屑、沉淀物，消除循环不彻底对定向的影响。 将钻头下钻至离预定深度1m处,逐渐加大排量使之达到设计要求,记录此时立管泵压为“悬空泵压”。慢慢将钻头放至井底，钻头接触井底受压后,产生扭矩泵压升高,此时的立管压力为“工作泵压”,使工作泵压与悬空泵压之差小于螺杆厂家所推荐的马达压降值。滑动钻进中过程中,司钻要密切关注钻压表、泵压表和测量仪器司钻显示仪上工具面的变化,均匀送钻,如遇泵压突然升高或工具面变化很大时立即上提钻具。滑动钻进中要适时处理泥浆保证泥浆的润滑性。

10、考虑合适的反扭角大小，不得因为反扭角考虑过大而使得钻压过大造成螺杆制动或损坏。（2）复合钻进用于复合钻进的单弯螺杆的度数根据井眼尺寸大小来定。启动转盘前，钻头离开井底1m。复合钻进时转盘转速控制在40-80(r/min)（见表4），钻压不宜过大（见表5），如转速过快，会使马达和传动轴机构的离心力增大，使寿命缩短。螺杆外壳本体的高速转动还容易造成壳体断裂。钻压的大小根据井眼的摩阻情况来定，钻进中随时注意转盘扭矩的变化。表4 不同型号螺杆推荐的转盘转速弯壳体角度(0-3)转盘转速（rpm）0800.25/0.5700.75601501.25/1.5401.75/2/2.25/2.5/3禁止复合钻进

11、表5 不同型号螺杆的推荐钻压钻具型号(本体外径mm) 推荐钻压（KN）最大钻压（KN）43/453654/604/58/1073/791225892235（95、102）/10530/3555/80120/127/14049100159/16580160172/178/185100170197/203150200210/216/228/244180-220300-330286300550八、 故障分析与处理办法综合考虑钻具使用过程中的各种因素，各种故障分析与处理办法如表6所示表6 故障分析与处理办法异常现象可能原因处理办法压力表压力突然升高马达制动失速将钻具上提0.3m-0.6m,压力恢复正常

12、,再将其放至井底，逐渐加大钻压,压力表随之慢慢升高至正常值,可确认是失速问题。马达、传动轴卡死，钻头水眼被堵轻轻转动转盘，上下大幅度活动钻具数次。压力表压力慢慢地增高（不是指随钻井深度增加而增大的正常压降）钻头水眼被堵把钻具提离井底，检查压力是否正常，如果压力仍然高于正常循环压力，可试着改变泥浆流量或上下大幅度活动钻具，如无效，只能起钻检查。钻头磨损可以在短时间内继续观察，如仍无进尺，只能起钻更换钻头。地层变化把钻具稍稍提起，如果压力与循环压力相同，则可继续工作。压力表压力缓慢降低循环压力损失变化检查泥浆流量是否变小钻具损坏几分钟后如还继续降低，则应起钻检查钻具是否有刺漏现象无进尺、无压差、无

13、反扭矩地层变化适当改变钻压和排量（注意两者都必须在允许的范围内）马达失速上下活动钻具，检查循环压力，从小钻压开始，逐渐加大钻压。旁通阀处于“开位”状态上下活动钻具或开、关泥浆泵数次。万向轴损坏常伴有压力波动，稍提起钻具，压力波动范围小些，只能起钻，检查更换螺杆钻头磨损起钻更换新的钻头九、螺杆钻具的起出（1）用低速起钻,液压大钳或旋绳卸扣,当起至套管鞋附近应小心上提注意指重表的变化,防止钻头挂在套管鞋处,提坏螺杆钻具。（2）起钻若返喷钻井液严重,应接方钻杆开、关泵数次，打通旁通阀后继续起钻。（3）起钻完后，将钻头坐入钻头盒,大钳咬住定子外壳,转动转盘排出螺杆钻具内的钻井液。（4）卸掉钻头,从螺杆

14、钻具传动轴水眼插入清水管冲掉残余钻井液。（5）卸去上面钻具后,用清水从旁通阀顶部进行冲洗,然后用木棒将阀芯按下、松开,使其自由地活动,若阀芯卡死或密封失灵,则应更换。（6）测量轴向间隙,填入螺杆钻具收使用跟踪记录卡。（7）上好提升短节和护丝,将螺杆钻具抬下钻台,放置在管架台上。十、螺杆钻具的现场交接（1）螺杆钻具装卸卡车时采用吊车,不得硬摔。（2）建立螺杆钻使用跟踪记录卡，由现场负责认真填写（见表7）表7 螺杆钻具使用跟踪记录序号施工井段 m地层钻进参数泥浆性能轴向间隙纯钻进时间故障记录钻压(KN)排量 L/S泵压Mpa密度g/cm3含砂量 %固相含量%下入 mm起出 mm滑动 h旋转 h总计 h滑动复合1234567