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新材料提高螺桿鉆具使用壽命(1)

點擊次數:更新時間:2014-10-14 11:10:53【打印】【關閉】

  定向井技術是當今世界石油勘探開發領域最先近的鉆井技術之一,它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術有效控制井眼軌跡,使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預定目標的鉆井工藝技術。定向井廣泛使用的井下工具主要有PDC鉆頭、...
  定向井技術是當今世界石油勘探開發領域最先近的鉆井技術之一,它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術有效控制井眼軌跡,使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預定目標的鉆井工藝技術。
 
  定向井廣泛使用的井下工具主要有PDC鉆頭、井下動力鉆具、無磁鉆鋌、井下測量儀器等。螺桿鉆具是最常用的井下動力鉆具,MWD(無線隨鉆測斜儀)則是最常用的井下測量儀器。目前使用壽命在十天以上的PDC鉆頭技術已比較成熟,而MWD的電池使用壽命也大多在十天左右,甚至帶井下發電機的MWD也開始應用。螺桿鉆具的使用壽命一般為80~200小時,這直接影響著鉆井進度(因為更換螺桿鉆具會頻繁起鉆),同時也制約著超長壽命鉆頭及井下測量儀器的發展。因此,加強研制與開發高壽命螺桿鉆具至關重要。
 
  螺桿鉆具及其短壽原因
 
  螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力,把液體壓力能轉換為機械能的容積式井下動力鉆具。它主要由旁通閥、螺桿馬達(轉子和定子)、萬向軸、傳動軸幾部分組成,其核心是螺桿馬達與傳動軸。當泥漿泵泵出的泥漿流經旁通閥進入馬達,在馬達的進出口形成一定的壓力差,推動轉子繞定子的軸線旋轉,并將轉速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭,從而實現鉆井作業。鉆探時,螺桿鉆具直接帶動連接在其孔底傳動軸上的鉆頭回轉,整個鉆柱僅作為輸送高壓工作介質的通道和支撐鉆頭反扭矩的桿件,不作回轉運動。采用螺桿鉆探與常規鉆探相比有許多優點,如鉆桿磨損大幅度下降,鉆速高。它是打定向井的主要器具,在鉆探領域發揮著重要作用。
 
  影響螺桿鉆具使用壽命的薄弱部件主要是軸承易損壞,萬向軸不耐磨,定子橡膠容易脫落。因此,如何提高軸承壽命,減少萬向軸的磨損,增強定子橡膠的穩定性,對于提高螺桿鉆具使用壽命至關重要。目前螺桿鉆具傳動軸軸承主要使用的是推力軸承,也是最容易損壞的部件。由于鉆井時,整套軸承都浸泡在泥漿里,使得軸承滾珠很容易磨損,而目前使用的軸承材料主要為軸承鋼,鋼的特性決定其耐磨性及耐腐蝕性較差。

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