螺杆钻具使用培训

CNPC螺杆钻具使用培训CNPC汇报提纲一螺杆钻具基础知识四二螺杆钻具结构原理三螺杆钻具使用注意事项螺杆钻具故障判断CNPC螺杆钻具结构原理螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，由传动轴总成、万向轴总成、马达总成、防掉总成和旁通阀总成五大部分组成。当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中滚动，马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头上，达到钻井的目的。旁通阀总成马达总成万向轴总成传动轴总成防掉总成CNPC螺杆钻具结构原理旁通和关闭两个位置，在起下钻作业过程中处于旁通位置，使钻柱中泥浆循环绕过马达进入环空，这样起下钻时泥浆不溢于井台上。旁通阀总成泥浆泥浆泥浆泥浆泥浆CNPC螺杆钻具结构原理旁通阀总成它主要由阀体、阀芯、阀套、弹簧、筛板、密封件、孔用挡圈组成。阀芯阀套筛板阀体隔板隔板密封件弹簧挡圈挡圈CNPC螺杆钻具结构原理旁通阀总成CNPC螺杆钻具结构原理由于异常原因造成壳体断裂、脱扣时，起到防掉的作用；同时使泵压升高，使地面及时发现问题避免造成事故。防掉总成防掉接头防掉锁母防掉连杆泥浆泥浆CNPC螺杆钻具结构原理防掉总成防掉接头防掉锁母防掉连杆CNPC螺杆钻具结构原理防掉总成CNPC螺杆钻具结构原理由定子和转子组成。定子是在钢管内壁上压注橡胶衬套而成。橡胶内孔是具有一定几何参数的螺旋。转子是一根有镀铬硬层的螺杆。马达总成定子转子橡胶衬套定子壳体CNPC螺杆钻具结构原理马达总成马达定子一个导程组成一个密封腔，也称为一级。每级额定工作压降为0.8Mpa,最大压降为额定工作压力的1.3倍，如四级马达，额定压降应为3.2Mpa,最大压降为4.2Mpa。压降超过此值马达就会产生泄漏，转速很快下降，严重时会完全停止转动，甚至造成马达损坏，用户应特别注意。为了确保马达的密封效果，转子与定子之间的配合尺寸与不同井深的温度有关,因此在选择钻具时应尽可能准确地提供给厂家钻具应用场所的井温情况，以便推荐使用松紧配合状态适合的马达。现场使用的泥浆流量应在推荐的范围之内,否则将影响马达效率，甚至马达磨损加快。马达的输出扭矩与马达的压降成正比，输出转速与输入泥浆量成正比，随着负载的增加，钻具的转速有所降低，因此在地面只要根据压力表控制压力，根据流量计控制泵的流量，就可以控制井下钻具的扭矩和转速。定子转子密封舱CNPC螺杆钻具结构原理马达总成马达转子的螺旋线有单头和多头之分（定子的螺旋线头数比转子多1）。转子的头数越少，转速越高，扭矩越小;头数越多，转速越低，扭矩越大。下图是几种典型马达配合的截面轮廊：1:23:45:67:89:10CNPC螺杆钻具结构原理为了改善螺杆钻具使用性能和提高其系统效率，开发研究了等壁厚定子。国内外等壁厚定子马达的研究与应用表明，与常规相比等壁厚定子具有以下优点：(1)良好的散热特性，提高了定子工作寿命；(2)均匀的橡胶膨胀，提高了定子工作稳定性；(3)单级承压高，提高了系统效率；(4)增加了橡胶与金属粘接面积，增强了粘合强度。马达总成等壁厚定子CNPC螺杆钻具结构原理将转子的偏心运动转化成传动轴的定轴运动。万向轴总成CNPC螺杆钻具结构原理将马达产生的扭矩与转速传递给钻头同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。传动轴总成CNPC螺杆钻具结构原理传动轴总成传动轴总成的外壳上配有不同种类的稳定器有固定式的和可换套式的,稳定器的扶正条形式多种多样。直棱稳定器三瓣偏心稳定器三瓣、五瓣螺旋稳定器三瓣、五瓣球型稳定器CNPC螺杆钻具结构原理传动轴总成目前的稳定器一般为可换套式的稳定器。可换稳定器套筒壳体本体CNPC汇报提纲一螺杆钻具基础知识四二螺杆钻具结构原理三螺杆钻具使用注意事项螺杆钻具故障判断CNPC螺杆钻具基础知识螺杆钻具型号说明例：5LZ165×7.0L表示为转子头数与定子头数比为5﹕6的、外径为165mm螺杆钻具，钻头水眼压降为7.0Mpa,L为企业标志(立林)。CNPC螺杆钻具基础知识泵冲与排量的换算最高泵压（Mpa）每冲折合理论排量(L/S)最大冲程(mm)*最高冲次缸径(mm)缸径(mm)178mm165mm152mm140mm178mm165mm152mm140mmFB130019.62226310.37830.32630.2780.2334305*120FB160023.827.832380.37830.32630.2780.2334305*121缸径(mm)缸径(mm)130mm140mm150mm160mm130mm140mm150mm160mm170mm3NB-800兰232017150.1450.1690.1940.22216*160兰216*160益3NB-900兰262320170.1620.1880.2150.2457220*155兰320*105益3NB-1000兰28242219/17(170mm)0.173220.20080.230.2620.297235*150兰305*120益3NB-1300兰37322724/21(170mm)0.18780.21780.250.2850.321254*140兰305*120益均按容积效率100%，机械效率90%计算均按容积效率100%，机械效率90%计算实际排量=实际冲数*对应钢套的每冲折合理论排量实际排量=实际冲数*对应钢套的每冲折合理论排量CNPC汇报提纲一螺杆钻具基础知识四二螺杆钻具结构原理三螺杆钻具使用注意事项螺杆钻具故障判断CNPC螺杆钻具使用注意事项螺杆钻具使用注意事项排量、钻压要按照螺杆钻具使用手册的推荐范围使用；为了防止螺杆发生偏磨应尽量提高泥浆润滑性;必须严格使用固控设备，固相含量不高于13%，含沙量不高于1%;下井之前活动旁通阀应正常复位，做井口试验，记下马达压降;不得改变螺杆的整体结构，如在下端加转换接头，去除或添加扶正带。螺杆接近井底时，开泵循环清理井底沉沙。防止沉沙进入螺杆造成沙卡;最初加压要缓慢，使钻头清缓的磨合，直到建立起钻井模式;等壁厚螺杆由于长度较常规螺杆短，其工作排量应大于常规螺杆排量CNPC汇报提纲一螺杆钻具基础知识四二螺杆钻具结构原理三螺杆钻具使用注意事项螺杆钻具故障判断CNPC螺杆钻具故障判断注意细心观察泵压的变化，可以及早发现和判断钻进过程中的井下问题异常现象可能原因判断及处理方法压力表压力突然升高马达失速把钻具上升0.3-0.6m，核对循环压力，逐步加钻压，压力表随之逐步升高，均正常，可确认是失速。马达传动轴卡死，钻头水眼被堵把钻头提离井底，压力表读数仍很高，只能提出钻具检查或更换钻头。压力表慢慢地增高（不指随钻井深度增加而增大的正常压降）钻头水眼被堵把钻头提离井底，再检查压力，如果压力仍然高于正常循环压力，可以试着改善循环流量或上下移动钻杆，如无效只得取出修理、更换。钻头磨损继续工作，细心观察，如仍无进尺，只能取出更换。地层变化把钻头稍稍上提，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钻井液流量。钻杆损坏稍提钻具，压力表读数仍低于循环压力，提出井眼检查。没进尺地层变化适当改变钻压和循环流量（注意必须在允许范围内）。马达失速压力表读数偏高，钻具提离井底，检查循环压力，从小钻压开始，逐步增大钻压。旁通阀处于“开位”压力表读数偏低，稍提起钻具，起停钻井泵两次仍无效，则需要提出井眼更换检查旁通阀。内部损坏常伴有压力波动，稍提起钻具，压力波动范围小些，只能取钻具，检查更换。钻头损坏更换新钻头。CNPC螺杆钻具故障判断旁通阀总成故障出现问题后的现象：1、泵压下降，进尺变慢。2、泵压上升，有时出现憋泵的现象，但是时间不长泵压就开始下降；钻井液含砂量过高或处理泥浆时混入塑料袋等杂质,造成阀芯、阀座之间卡死而不能关闭。预防办法：改善泥浆性能，尽量减少含砂量。CNPC螺杆钻具故障判断马达总成故障出现问题后的现象：1、泵压升高，严重时出现憋泵的现象;2、加压泵压升高或憋泵，有时胶块返出，进尺变慢。发生的原因：1、井下落物造成定子和转子损坏；2、井温超过120℃、油基泥浆、盐水泥浆会使普通螺杆定子橡胶脆化；3、钻井液中混入气体造成气蚀。CNPC螺杆钻具故障判断马达总成故障预防措施：1、调整好钻井液性能，降低含砂量，减轻对定子橡胶的磨损；2、使用规定的排量和参数钻进，减轻对马达的损坏；3、使用好除气设备，保持钻井泵上水良好，防止气蚀；4、钻具入井前应进行通井，防止水眼内有异物；5、根据井底温度选择合适的常温或高温螺杆。CNPC螺杆钻具故障判断传动轴故障传动轴折断后的现象：钻进中突然无进尺或钻时突然加长。发生的原因：1、复合钻进情况下，螺杆钻具的旋转摆动加剧，瞬间载荷急剧变化；2、非均质地层，螺杆钻具承受的轴向和径向冲击载荷忽大忽小；3、钻压过大，转盘转速过高，超过传动轴总成的安全载荷；4、钻井液排量过大，加剧了对传动轴水眼的冲蚀，造成其承载能力下降；5、间歇式送钻、溜钻、顿钻，使钻具频繁制动，造成传动轴折断。预防措施：合理控制钻压，均匀送钻，不得长时间悬空空转循环，不得压死循环。CNPC螺杆钻具故障判断传动轴故障传动轴卡死后的现象：泵压升高，上提钻具泵压仍很高，钻速慢或无进尺，停止转盘出现倒转现象发生的原因：1、钻井液性能不合要求，含砂量高，钻进速度过快，岩屑不能及时返出，接单根时停泵时间过长造成，多发生在二开第一趟钻；2、下钻时下放速度过快，环空流体迫使马达反转，沉砂倒灌造成卡死。预防措施：井队调整好钻井液性能，控制含砂量和下放速度，钻进时减少停泵时间。CNPC螺杆钻具故障判断螺杆钻具故障判断螺杆钻具使用中出现下列情况之一，应立即起钻，否则可能导致更严重后果1、无进尺或钻速突然变慢（螺杆内部传动轴或万向轴折断，旁通阀刺漏）2、泵压下降（旁通阀刺漏，螺杆钻具脱扣或折断）3、泵压升高（传动总成卡死，定子脱胶，钻头水眼堵死）CNPC谢谢！