定向井常用井下工具教材.doc

油田技术－定向井工程师序列培训讲义（T2－21） 第一部分 定向井常用井下工具的分类 1、泥浆马达（PDM） 2、旋转导向工具 3、扶正器（STB） 4、非磁钻铤（NMDC） 5、悬挂短节（HOS） 6、短非磁钻铤（SNMDC） 7、浮阀（F/V） 8、定向接头（O/S） 9、挠性短节（F/J） 10、震击器（JAR） 11、加重钻杆（HWDP） 12、短钻铤 13、弯接头 14、套管开窗工具 15、其它定向井工具 第二部分 定向井常用井下工具的现场检查测绘及使用 一、泥浆马达 1、 泥浆马达的主要组成部分 1) 旁通阀总成 2) 马达总成 3) 万向轴总成 4) 驱动轴总成 泥浆马达的工作原理: 马达是一种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动力的一种井下动力钻具。马达工作原理：泥浆泵产生的高压泥浆流，经旁通阀进入马达时，转子在压力泥浆的驱动下，绕定子的轴线旋转，马达产生的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。 旁通阀结构及工作原理： 旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧面的阀口孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧面的阀口流入环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压力达到一定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。 马达总成的结构及工作原理： 马达总成由转子和定子两部分组成。定子与转子之间形成若干个密封腔，在泥浆动力作用下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从而推动转子在定子中旋转。马达可形成几个密封腔就称几级马达。 5、万向轴总成的工作原理： 万向轴总成位于转子下端，其作用是把马达产生的扭矩和转速传递到传动轴上。由于转子作的是偏心运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏心运动转换成传动轴的定轴转动。 传动轴总成(drive shaft assembly) 的工作原理： 它的作用是将马达的旋转动力（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。 7、泥浆马达操作参数及注意事项 工作压力 循环压力 工作压差 马达井口试验应注意的问题 不同马达所允许的轴向间隙 马达使用结束后应注意的问题 马达到达井场后先要作什么 二、旋转导向工具（另有专题讨论） 旋转导向工具是钻柱保持旋转状态下就能实现造斜、增斜、稳斜、降斜和扭方位等定向钻井目的的井下工具。旋转导向工具的种类繁多，工作原理各异，从技术手段上分有全机械式、电子机械式、电子液压式等，从工作原理上分有静止式和调节式等。静止式是指，当钻柱旋转时，导向支撑块不转动，可沿井眼轴线方向滑动；调节式是指，当钻柱旋转时，支撑块随钻柱一起转动，但其整体工作效果具有导向作用。 到目前为止我们只用过SCHLUMBERGER公司的POWER DRIVE、BAKER HUGHES INTEQ公司的AUTO TRAK 和HALLIBURTON公司的GEO-PILOT旋转导向系统。前者为调节式，后两者为静止式 三、扶正器 1、扶正器的分类 可调扶正器 一体式扶正器 近钻头扶正器 可换套筒式扶正器 2、扶正器的作用 1)．在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，稳定器起支点作用，通过改变稳定器在下部钻具组合中的位置，可改变下部钻具组合的受力状态，达到控制井眼轨迹的目的； 2)．增加下部钻具组合的刚性达到稳定井斜和方位的目的。稳斜钻具组合，是减小钻头与稳定器之间，以及稳定器与稳定器之间的相对距离，增强下部钻具的刚性，以限制下部钻具受压变形，达到稳斜效果； 3)．修整井壁，平滑井眼。 3、扶正器的形状 直翼 正螺旋 大斜坡 小斜坡 4、扶正器的检查 扶正器出、入井时，应认真测量稳定器的内、外径，扶正翼的长度及磨损情况，两端丝扣及台肩，测绘扶正器的外形尺寸 四、非磁钻铤 1．常用非磁钻铤的规格 9 “非磁钻铤： 扣型：731*730 外径：9 （228.6mm） 内径： 2-13/16″ （71.44mm） 8 “非磁钻铤： 扣型：631*630 外径：8 ” （203.2mm） 内径： 2-13/16″ 3 “ 3-1/4 ” （82.55mm） 6-1/2 非磁钻铤： 扣型：411*410 外径： 6-1/2 (165.1mm) 内径：3-1/4 “ 或 2-13/16 ” （71.44mm） 4-3/4”非磁钻铤： 扣型：311*310 外径： 4-3/4 (120.65mm)