定向井基础(1).ppt

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1、2023/2/21,1,定 向 井 工 艺,金地伟业石油应用工程公司,2004年塔里木技术交流材料,2023/2/21,2,目录一、定向井基本知识二、水平井简介 三、定向井技术要求和注意事项 四、螺杆钻具,2023/2/21,3,一、定向井基本知识,2023/2/21,4,一、定向井基本知识,（一）、定向井的应用：定向井的应用归纳起来有以下几个方面：1、地面限制 2、地下限制 3、钻井技术需要。4、经济勘探开发油气藏的需要 此外，因气候限制，如寒冷或沙漠地区，亦可利用丛式井开采油气，以利于集输的保温和油井的管理。,2023/2/21,5,(二)、定向井的分类：l按段制分：常规定向井可分为二、三

2、、四、五段，两段制是指在一口定向井中仅含有直井段、增斜井段的定向井。三段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段三个井段组成的定向井。四段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段四个井段组成的定向井。五段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段、稳斜井段五个井段组成的定向井。定向井的剖面均由直、增、稳、降中的某几项来组合。,2023/2/21,6,l 按设计井眼轴线形状分：1、两维定向井：是指井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井，它们的井斜角是变化的，而方位角是不变的。2、三维定向井：是指井眼轴线超出某一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。三维

3、定向井既有井斜变化，又有方位角的变化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维绕障井。,2023/2/21,7,l 按设计最大井斜角可分为：1、低斜度定向井：设计的最大井斜角不超过15度，这种定向井由于井斜角小，钻进时井斜、方位不易控制，钻井难度大。2、中斜度定向井：设计的最大井斜角在15度至45度之间，钻进时井斜、方位较易控制，钻井难度相对不大。是使用最多的一种。3、大斜度定向井：设计的最大井斜角在46度至85度之间，其斜度大、水平位移大，增加了钻井难度和成本。4、水平井：设计的最大井斜角在86度至120度之间，并沿（近）水平方向钻进一定长度的井。根据造斜井段的曲率半径又可细分为长、中、中短、短四

4、种曲率半径的水平井。水平井钻进相对较难，多数需要特殊设备、钻具、工具、仪器以及特殊工艺。,2023/2/21,8,l 按定向井的钻井的目的可分为：1、救援井：为抢救某一口井的井喷、着火而设计施工的定向井。2、多目标井：为钻达数个目的层位而设计施工的定向井。3、绕障（三维）井：为绕过地下某种障碍而设计施工的定向井。4、立槽斜井：采用斜直钻机施工，从井口开始倾斜的定向井。5、多底井：凡在一个井口下面有两个以上井底的井称多底井。用定向侧钻的方法完成。定向侧钻是在已钻主井眼内，按预定方向和要求侧钻一口新井的工艺过程。根据侧钻的目的可分为纠斜侧钻、避开落鱼侧钻、二次完井侧钻等。根据侧钻方法可分为套管开窗

5、侧钻和裸眼侧钻。套管开窗侧钻又有套管段铣和斜向器开窗之分。,2023/2/21,9,l 按一个井场或平台钻井数可分为：1、单一定向井。2、双筒井：用一台钻机交叉作业，同时钻出井口相距很近的两口定向井或一直一斜。3、丛式井（组）：凡在一个井场或平台上有计划的钻两口或以上的定向井（含直井），这些井组统称丛式井。丛式井中的任一定向井可为多目标井、大位移井、水平井等井型。,2023/2/21,10,（三）、定向井的基本概念：1、测深：井眼轴线上任一点到井口的井身长度，称为该点的测深，也称为该点的测量井深。2、井斜角：某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的处的井斜角。井眼方向线和重力

6、线都是有向的直线。3、井斜方位角：井斜方位角是指以正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。4、井斜变化率：单位井段内井斜角的绝对变化值称为井斜变化率，通常以两测点间的井斜角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。5、井斜方位变化率：单位井段内井斜方位角的绝对变化值称为井斜方位变化率，通常以两测点间的井斜方位角的变化量与两测点间井段的长度比值表示。6、垂深：垂深即测点的垂直深度，是指井身上任一点至井口所在平面的距离。,2023/2/21,11,7、水平位移：井眼轴线上某一点在水平面上的投影至井口的距离，又称闭合距。8、闭合方位或总方位：是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所

7、转过的角度。9、N（北）坐标E（东）坐标：是指测点以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。10、视平移：是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移，这个“水平位移”不是真实的水平位移。所以称之为视平移。11、最大井斜角：无论设计剖面还是实钻剖面，全井井斜角的最大值，称为最大井斜角。12、磁偏角：在某一地区内，其磁北极方向线与地理北极方位线之间的夹角，称为该地区的磁偏角。13、全角变化率：“全角变化率”、“狗腿严重度”、“井眼曲率”，都是相同的意义。指的是在单位井段内三维空间的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。,2023/2/21,12,二、定向井设计,（一）、井身剖面的设计原则

8、1、能实现钻定向井的目的；2、应尽可能利用地层的自然造斜规律；3、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，应有利于钻井、采油和修井作业；4、在满足钻井目的的前提下，力求使设计的全井斜井深最短，有利于安全、优质、快速钻井，降低钻井成本；这方面要考虑以下几个问题：（1）、选择合适的井眼曲率；（2）、选择易钻的井眼形状；（3）、选择适当的造斜点；（4）、设计的井身剖面形状应与井身结构同时考虑。（5）、优质的钻井液。,2023/2/21,13,一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计算出设计方位角和设计水平位移。坐标换

9、算方法如下：X（地理北）井口（Xa，Ya）O Y（地理东）上图给定的井位坐标即井口坐标（Xa，Ya），目标点坐标(Xb,Yb)和目的层垂深H。坐标换算公式如下：X=Xb-XaY=Yb-Ya计算出X、Y的正负数值后确定目标所在的象限。然后计算方位的精确值。位移 S=X2+Y2=arctgY/X(以上图为例)。,Y,s,目标点(Xb,Yb),X,2023/2/21,14,二、剖面设计中有关因素的选择,1、造斜点的选择：（1）造斜点应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带，漏失地层，流砂层或容易坍塌等复杂地层定向造斜，以免出现井下复杂情况，影响定向施工。（2）应选在可钻性较均匀的地层。避免在硬夹层定

10、向造斜。（3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井深，水平位移和选用的剖面类型决定，并要考虑满足采油工艺的需要。（4）在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，选择造斜点位置时，应尽可能使斜井段避开方位漂移大的地层。,2023/2/21,15,2、最大井斜角的选择：大量定向钻井的实践证明，井斜角小于15，方位不稳定，容易漂移。井斜角大于45，测井和完井作业施工难度较大，扭方位困难，转盘扭矩大，并易发生井壁坍塌等现象。所以，常规定向井的最大井斜角尽可能控制在1545范围内。3、井眼曲率的选择：常规定向井井眼曲率的选择范围是：（1）井下动力钻具造斜井段的造斜率取516/100m；（2）转盘钻增斜井段的增斜率取

11、48/100m；（3）转盘钻降斜井段的降斜率取62/100m。,2023/2/21,16,（三）井身剖面设计的内容和步骤：,一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计算出设计方位角和设计水平位移。1、选择剖面类型；2、确定造斜率和降斜率，选择造斜点；3、求得剖面上的未知参数，一般情况下这个未知数是全井的最大井斜角；4、进行井身计算，包括各井段的井斜角、垂深、水平位移及井深。5、做垂直剖面投影图、水平投影图。,2023/2/21,17,（四）优化丛式井总体设计：,1、优选平台个数；2、优选平台位置；3、优选一个平台内钻

12、井口数；4、优化地面井口的排列方式；5、优选丛式井组各井口与目标点间的井眼轨道形状。,2023/2/21,18,二、水平井简介,2023/2/21,19,1、水平井基本概念,所谓水平井，通常指最大井斜角不小于86且在产层内横向钻进的特殊形式的油气井。通常人们把进入油气层井眼的井斜角不低于86的井段称为水平井段。能沿油层走向形成这种水平位移的特殊定向井归纳为水平井，它主要被广泛应用到下列几方面。可减少油田开发过程中水锥,气锥问题，可开发低渗透致密油藏和重油；可开发天然裂缝性油藏，边水驱动和气驱动油藏，不易钻探的油藏；热采应用；低产能油藏；不规则油藏及薄层油藏。,2023/2/21,20,2、水平

13、井基本术语,入靶点：是指地质设计规定的目标起始点。终止点：是指地质设计规定的目标结束点。靶前位移：是指入靶点的水平位移。水平段长：入靶点与终止点的轨道长度。梯形靶：即纵向为a米,横向b米的夹角内。圆柱靶：即沿水平段设计井眼轴线的半径为R米的圆柱。矩形靶：即纵向为a米,横向为b的长方体。,水平井除具有普通定向井的一些基础的技术术语外,其本身的特点仍有下面的一些基本术语,2023/2/21,21,3、水平井的基本类型,水平井的分类通常按造斜率（或曲率半径)分为三种类型：长半径水平井：造斜率K300m。中半径水平井：造斜率K=6-20/30m，曲率半径R=100-300m。短半径水平井：造斜率K=5

14、-l0/30m，曲率半径R=6-l2m。造斜率K=1.5-3/（在6-18m）的过程中由垂直变为水平。,2023/2/21,22,4、水平井常用剖面类型,水平井常用的剖面主要有下列四种：双增稳剖面，即直井段一增斜段一稳斜段一增斜段一水平段。双增剖面，即直井段-增斜段-增斜段一水平段。三段制剖面，即直井段一增斜段一水平段。三增剖面，即直井段一增斜段一增斜段一增斜段一水平段。,2023/2/21,23,5、水平井剖面设计,可行的最简单造斜曲线是从造斜点井斜接近零度时开始，以单一连续的弧钻进到90井斜的单一均匀曲线。如果马达造斜钻具增斜特性的变化小于水平目标区的容许误差，那么这一设计便是最佳设计。由

15、于大多数马达造斜钻具增斜特性的变化和误差都大大地超过水平目标区的允许误差。为了补偿这些变化和误差，就有必要在造斜井段设计增加一段调节用的斜直井段。,剖面设计要求,2023/2/21,24,5、水平井剖面设计,单曲率斜直剖面的设计,2、水平井剖面设计要求与类型,水平剖面设计类型,变曲率一斜直剖面设计,理想造斜曲率剖面设计,2023/2/21,25,四、水平井井眼轨迹控制工艺模式与技术,以动力钻为主的水平井井眼轨迹控制模式,直井段充分利用成功的高压喷射和防斜打直技术，严格的将造斜点前的直井段井眼轨迹控制在允许范围之内，快速优质地钻完该井段。,对入靶前地层较稳定的水平井，造斜段的施工以弯壳体动力钻具

16、为主要钻进方式，以转盘钻具组合通井铲除岩屑床和修整井眼，并完成稳斜段或造斜率较低的调整段，以二至三套钻具组合在二至三趟钻内钻完0-90造斜段。,2023/2/21,26,四、水平井井眼轨迹控制工艺模式与技术,对入靶前地层稳定性较差的水平井，造斜段的施工以单弯动力钻具与转盘钻具组合相结合的钻进方式，用动力钻具在易造斜井段按设计先打出高造斜率，再用转盘钻具组合钻掉可钻性差的井段（即后打出低造斜率)。对设计造斜率较低的疏松地层,在采用动力钻具或转盘钻具组合时，都应当使用比正常井段造斜率高一级的钻具组合来完成。,对地质设计靶区垂深误差要求在5一10m、而平面误差大于5m的水平探井和水平开发井，以转盘钻

17、钻具组合为主要钻进方式，可采用大排量来提高携岩能力，以两套转盘钻钻具组合用二至三趟钻钻完500m左右的水平井段。应备用一套DTU导向钻具或1左右的单弯动力钻具，以弥补转盘钻钻具组合的意外失控。,2023/2/21,27,四、水平井井眼轨迹控制工艺模式与技术,对地质设计靶区垂深误差要求在5m之内、而平面误差也小于5m的水平穿巷道井，采用DTU导向钻具或1左右的单弯动力钻具与转盘钻钻具组合相结合的方式钻水平段。,2023/2/21,28,2023/2/21,29,中半径水平井在钻进过程中的摩阻、扭矩远比长半径水平井小，更有利于安全钻井和钻成更长的水平井段。而且通过提高造斜率、缩短靶前位移、缩短斜井

18、段长度，有利于进一步缩短水平井的钻井周期，降低钻井成本，提高经济效益。使用各种弯壳体的动力钻具组合可以实现高造斜率的稳定控制。,2023/2/21,30,1.确定马达类型及角度依据设计中靶要求，通过对直井段的测量计算出造斜前直井段产生的位移、方位推算出从造斜（或侧钻）位置所需的造斜率，然后根据经验或经验公式，选择出马达弯壳体角度。一般要求马达的造斜能力高于设计的20-100%。由于马达的造斜能力在不同地区是不一样的，实钻中对造斜率具体计量统计分析，得出造斜率的经验值，为正钻井的下步施工提供依据，并且为以后在同一地区施工提供依据和参考。在水平井钻井作业中准确合理地选择了马达角度及类型，意味着水平

19、井施工中剖面控制的合理。也就是说马达的合理选择和使用预示着井身轨迹控制的成功。总之，在水平井施工中确定钻具组合时，马达的合理选择是重中之重。,水平井中确定钻具组合的基本原则,2023/2/21,31,2.其它工具的选择（1）.无磁钻铤：根据推荐的无磁钻铤长度使用无磁钻铤。（2）.钻铤:以加重钻杆替代钻铤，减轻钻具在高角度情况下的重力，以减轻钻具起下的拉力和阻力。同时减少事故发生的几率。（3）.注意钻具接箍、接头、钻具外径的一致：在使用的加重钻杆、钻杆、马达、无磁钻铤、接头等工具，应注意其钻杆接箍与其它工具的外径一致，以减免键槽卡钻的发生。（4）.震击器：钻具中配以随钻震击器，在高井斜角的情况下

20、，卡钻的几率较高，带有震击器的钻具在处理时会争取到处理时间而取得主动。,2023/2/21,32,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,33,1、直井段井斜角必须控制在130以内。直井段施工按规定加压，特别是造斜点前米，要严格执行技术要求。2、定向前直井段必须测单点检查，井深超过米，必须多点测斜，计算后方可定向。3、含砂量控制在0.以内，摩阻小于.。4、动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。5、下动力钻具保证钻具水眼干净。6、下动力钻具时，钻具要双钳紧扣，控制下放速度。,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,34,7、所下钻具组合要严格执行设计，如需改变，必须以定向井

21、施工人员书面技术措施为准。8、定向钻进时，严格按要求加压，送钻要均匀。9、动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准，严格执行。10、钻进时，必须带钻杆滤清器。11、动力钻具不得用来混油，但可边钻进，边混油。12、钻头的选择要适合动力钻具高转速的要求，要根据不同的地层、井深选择合适的钻头，防止因钻头选型不对引起的掉牙轮事故。13、钻头装水眼的大小根据选用的动力钻具和井深的不同来选择。14、在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混用、乱用。,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,35,15、要充分利用地层的自然漂移规律。16、动力钻具的间隙不得随意调整。17、进行单点测斜时，注意上下

22、活动钻具防卡，钻具静止时间间隔不得超过分钟，活动幅度大于米。18、进行单点测斜时要控制仪器的起下速度，同时注意钢丝记号。19、控制好造斜率，除特殊要求的井外，定向时的井眼曲率控制在530以内。20、在方位漂移严重的地层钻进，为了稳定井斜方位，可在钻头上方接23个足尺寸稳定器，加强下部钻具的刚性。21、下井的稳斜钻具结构要符合定向施工人员的要求。,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,36,22、在稳斜井段，由于地层倾角及走向，造成常规钻具组合产生增斜或降斜效果时，钻具结构应根据具体情况变换为微降斜或微增斜钻具组合来保证稳斜效果。23、稳斜井段的单点测斜间距不大于150米，特殊地层或

23、有特殊要求时，缩小测量间距。24、当稳斜井段下入特殊的钻具结构时，必须制定相应的技术措施。25、稳斜井段的钻井参数可根据测量情况作合理的调整。26、降斜井段要求选择合理的降斜钻具结构。钻头和稳定器之间的距离应根据井斜角的大小和要求的降斜率来确定。27、降斜井段的单点测斜间距一般不超过100米。28、降斜井段的钻压选择原则是满足降斜井段降斜率要求为主，兼顾提高机械钻速。,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,37,29、大斜度井段降斜时，要选择合理的钻具组合严防井眼产生较大全角变化率而不利于以后的钻井及完井工作。30、降斜井段要控制好降斜率，确保全角变化率不超标。31、降斜后的直井段

24、每300米要测斜检查，特殊要求的井，测斜间距要缩短 32、降斜段由于地层、操作等原因出现降斜钻具不降斜或稳、增斜要及时采取措施。33、定向井钻具组合和钻井参数要以设计为准，如需变动应以定向井技术人员的书面技术措施为准，并严格执行。34、定向井钻井液含砂量要求全井控制在0.5%以下，并要保证良好的携砂、维护井壁、润滑等性能。35、定向井如果非磁钻铤不直接接钻头，非磁钻铤下部装测斜承托环以保证测斜的精度与准确。,三、定向井技术要求和注意事项,2023/2/21,38,36、若钻具下过造斜点后进行设备检修，检修时不要长时间将钻具停在一处循环避免井下出现复杂。37、如技术套管在斜井井段，且井斜角大于3

25、0度，技术套管内每一立柱至少装一胶皮护箍，以防钻杆与技套相摩擦。38、定向井产生键槽后要及时破坏键槽。39、定向井的井下扭矩及摩阻相对较大，在满足钻井条件的前提下尽量简化钻具组合，如减少钻铤和稳定器的数量。40、定向井出现下列情况时要及时采取措施 l 定向前直井段打斜。l 增斜钻具增斜率太低或不增斜。l 稳斜钻具降斜或增斜。l 降斜钻具增斜或稳斜及降斜率太低。,2023/2/21,39,41、向井现场技术人员发现以下不符合钻井施工要求时，尽快与井队干部或现场钻井监督取得联系，整改后符合要求方可施工。l 钻井液性能不符合要求。l 技术措施执行不坚决。l 不符合要求的钻具组合入井。42、在施工时钻

26、井队与定向井工程及MWD仪器操作人员配合，需要井队协助时，应提供相应的帮助。43、刹把必须由正、副司钻操作，送钻均匀平稳，且操作时应与定向井人员配合在钻进时随时注意泵压及井下情况的变化，起下钻时随时注意上提拉力、下放阻力，若有异常情况及时汇报，防止发生井下复杂情况。,2023/2/21,40,四、定向井常见复杂情况及处理,2023/2/21,41,（一）、定向井的摩阻扭矩问题及解决途径：1、高扭矩给定向钻井作业带来的危害：l 高扭矩使钻具公扣折断l 高扭矩使母扣台肩受挤损坏甚至造成母扣涨大，造成事故。l 高扭矩给井下复杂情况的判断和处理带来困难。2、降低扭矩的途径：l 设计合理的定向井剖面，尽

27、量采取三段制剖面，控制全角变化率。l 设计合理的井身结构，增加套管层次，控制定向井裸眼井段长度，降低井下复杂因素。l 采用润滑性良好、摩阻系数低的钻井液体系。l 保证钻井液良好的性能，控制钻井液含砂量。,2023/2/21,42,（二）、下钻遇阻及处理,1、定向井中常见的下钻遇阻的主要原因有：l 井眼下井壁产生了“岩屑床”。l 钻井液性能差，泥饼太厚。l 钻具组合中带稳定器或稳定器数量太多，带稳定器的钻具组合下到了没有带稳定器的钻具组合所钻出的井段。l 停钻时间长，井底沉砂多。l 地层松软，或井壁水化膨胀，引起井眼缩径。l 井壁垮塌引起的复杂。l钻头、稳定器外径的磨损后钻出的小于正常尺寸的井眼

28、等。,2023/2/21,43,2、处理方法l 不带井下马达时，可启动转盘，以开泵冲洗下放为主，清洗井眼。l 不带井下马达时，开泵低速转动转盘，轻压下放，注意控制下放速度，严禁定点空转，避免划出台肩，以免出新眼（必要时测斜）。如带井下马达和弯接头时，可开单泵（小排量）间断开转盘，防划出新眼。l 如下钻或划眼仍不顺利，或有出新眼的危险，应起钻，采用该井段钻进时所用的钻具组合通井。l 划眼时应注意钻压、泵压、扭矩的变化，控制下放速度。l 下钻遇阻时，分析判断好遇阻类型，做出正确处理。3、避免下钻遇阻l 调整钻井液性能，提高其携砂及护壁能力。l 优化定向井设计。l 及时短起下钻，消除下井壁的“岩屑床

29、”。,2023/2/21,44,四、螺杆钻具简介,2023/2/21,45,1、螺杆钻具的工作原理及组成：,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。,2023/2/21,46,作用：旁通阀的闭合与开启控制马达的启动与停止。,(1)旁通阀总成：,2023/2/21,47,(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。,2023/2/21,48,(3)万向轴总成：作用:将转子的偏心运 动转化成传动轴

30、,2023/2/21,49,(4)传动轴总成：作用：将马达产生的 扭矩与转速传 递给钻头。的定轴运动。,径向轴承,径向轴承,离井底推力轴承,坐井底推力轴承,2023/2/21,50,二、使用时还应该注意的几个问题：避免顿钻或将螺杆直接座入井底。施加钻压不要太猛。严禁异物进入马达。泥浆排量应控制在给定的范围内。尽可能避免马达发生制动。,2023/2/21,51,三、选择的原则(1)、安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做到大马拉小车的原则，以确保安全性。如121/4井眼中，可供选择的钻具有LZ197、LZ203、LZ210、LZ244、其中LZ197为最

31、差选择。(2)、输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条件不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如81/2井眼中，同为5LZ165钻具应选择多级大扭矩钻具。(3)、排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马达发挥至最佳状态。,2023/2/21,52,如121/4井眼中，排量为42L/S时，钻具相应的转速情况以及钻具所处的状态：,2023/2/21,53,(4)、考虑适合钻井施工工艺的原则：以追求最大造效率为目的，以小钻具为优选。如51/2套管中为追求最大造斜率，以确保钻具顺利下入

32、套管中，以小尺寸为优选条件。以入井安全性和井中环空以及适应合适打捞工具的原则。(5)、提高钻具使用寿命的原则：即钻具在使用过程中，应始终处于本身的最佳使用状态的工程中，而不能超负荷运转，这是因为疲劳失效是由于转子的转速作用于定子橡胶上的高频交变载荷而造成的，其公式为：载荷频率F=（RPM/60）N（N：是定子头数）,2023/2/21,54,四、螺杆钻具的使用,试运转 1.用提升短节提起螺杆钻具，将它座在卡瓦上，在顶部接头的下边打上安全卡瓦。2.如果有必要，在螺杆钻具和方钻杆或顶部驱动之间接一个转换接头，拿去安全卡瓦，把马达从卡瓦中提起。3.打开防喷器，把螺杆钻具放入转盘面下，如果使用了旁通阀

33、，要保证旁通阀的阀孔位于防喷器的钟形导向短节之下，但还能看到。用大钳给螺杆钻具和方钻杆紧扣。4.现在开泵，慢慢地提高排量，泥浆会从旁通阀的阀孔喷出，直到排量足够大，能压下活塞关闭阀孔。阀孔关闭以后，不停泵，上提螺杆钻具，直到看到驱动轴。若安装了钻头，记录下当旁通阀关闭时的排量。,2023/2/21,55,试运转 5.检查轴承壳体和驱动轴底部的区域，以确认泥浆流过了径向轴承，这种排泄设计是用来润滑和冷却轴承部件的，其流量应是总流量的4%到10%。如果没有使用用于提供钻头压降的钻头或模型钻头，测试时间不应连续超过1分钟。6.不停泵将螺杆钻具放入转盘下（如果马达在转盘之上停泵，旁通阀会打开，泥浆会喷

34、到钻台上）。7.旁通阀位于转盘面以下后，停泵。如果旁通阀没打开，从立管上放掉泥浆。8.钻头安装到驱动轴的母扣上，根据上扣扭矩，用大钳上紧。,2023/2/21,56,下钻 当下大角度的弯壳体马达时，要格外小心，特别是当通过封井器，井口设备，隔水管，水泥环，套管封隔器，和尾管悬挂器等时。当把螺杆钻具下到深井，高温油井或泥浆中含有水泥块或铁屑（如，磨铣开窗之后）的泥浆时，下钻应停止一会，给钻杆灌泥浆，然后循环几分钟。,2023/2/21,57,钻进l 下钻到底以后，螺杆钻具应离井底几米，开泵循环直到排量达到设计值。应该避免使用超出额定值的转速和排量要求，因为它有可能增加马达部件的磨损。l 提离井底

35、的立管压力和泵冲数应记录。当下放钻具时，立管压力的增加表明已在钻进，同样地，由转子和定子产生的压差也表明了钻头扭矩的增加。l 开始时，应注意着泵压的变化，慢慢地加钻压，司钻应根据对地层和钻头磨合的感觉逐渐地钻进，直到某一段井深被钻完。l 螺杆钻具钻井是由要求的钻压和由螺杆钻具动力部分产生的压差（即：钻进泵压和循环泵压之差）决定的。压差的值直接显示了钻头的扭矩，随着钻压增加，压差在增加，而压差减小，是由于试钻的原因。l 当最优的机械钻速达到后，应保持一定的立管压力，以给钻头稳定的扭矩。,2023/2/21,58,l 许多司钻慢慢地增加钻压以优选机械钻速，然而，钻压应非常小心地增加，别让压差超过推

36、荐的操作值，否则，马达会失速（制动）。l螺杆钻具一旦制动，司钻要立即停泵，避免损坏定子和其它部件。集中在钻柱上的扭矩应慢慢地通过使用转盘刹车或离合器使方钻杆/转子向左转来释放。慢慢地释放集中的扭矩，以减小井下倒开扣的风险。那么钻井可以照上述的程序继续进行。如果在正常钻井情况下，螺杆钻具经常制动，它的操作压降应被修正。l 坚固的螺杆钻具设计有可能在卡钻时承受较大的上提拉力。,2023/2/21,59,起钻及钻井后的地面检查 起钻没有特别的要求。l 如果钻机安装了顶部驱动，司钻有可能在遇阻井段倒划眼，若钻柱再通过倒划眼井段时，小心保持循环以避免侧钻出新眼。l 螺杆钻具传动轴转动的自由间隙可以在地面检查，不卸钻头，检查驱动轴和转子之间的自由间隙。l 测量轴向轴承的间隙，并与上一次的测量值对比，以决定轴承的磨损值。l 螺杆钻具起出，要排空泥浆，并用清水冲洗。用卸扣大钳打住螺杆钻具本体，钻头在钻头盒里旋转，当清水从径向轴承的下边滴出后，钻头就可以卸掉了。,2023/2/21,60,谢 谢！,