国内外螺杆钻具的发展趋势.doc

石油 石油机械 2003年第31卷特刊 ．_专题综述◆ 国内外螺杆钻具的发展趋势 王春阳· 吴爱民 (大港油田中成公司螺杆钻具制造厂) 摘要 简述了国内外螺杆钻具的发展历程，指出了螺杆钻具的发展趋势，在螺杆钻具自身结 构改进和性能提高方面主要是向长寿命、低速大扭矩、安全性和水力优化方面发展；在满足钻井 工艺提高方面，螺杆钻具作为钻井工具必须与钻井工艺的发展相配合。目前螺杆钻具有向多元 化、专业化方向发展的趋势，出现了用于开环、闭环钻井系统的螺杆钻具、带近钻头测量仪的螺 杆钻具以及特殊井用螺杆钻具。最后对我国螺杆钻具的发展提出了建议。 关键词 螺杆钻具技术水平 设计 应用 发展趋势 螺杆钻具是利用莫依诺原理以钻井液作动力 实际钻井的螺杆钻具。1966年前苏联制成了瓣比 液，把液体压力能转换为机械能的一种容积式井下 为9／10的螺杆钻具样机，这就是△型螺杆钻具的 动力钻具。螺杆钻具的应用市场非常广阔，可准确 前身。1975年，斯伦贝谢(Schlumberger)公司生 地侧钻、造斜、定向、纠偏；可钻定向井、水平 产5／6瓣的井下马达，取名为georotor，同一时期， 井、分枝井、丛式井，显著提高钻井的经济效益。 美国Baker公司、Eastman—whipstock，西德的 目前，随着被誉为国际钻井三大新技术的MWD Christensen公司先后研制出系列的纳维钻具(Navi (随钻测量仪)、PDC钻头和高效导向螺杆钻具的 —Drill)。20世纪90年代皿型螺杆钻具在前苏联 应用，大大促进了定向井钻井技术的提高，使导向 得到发展，已将制造许可证转让给法国和英国公 钻井系统日臻完善，也使定向井工艺得到长足的发 司。 展和应用，每年定向井数量成倍增加，在美国和西 目前国外螺杆钻具制造技术逐渐为几家资金雄 欧几乎90％的大、中曲率半径水平井的定向造斜 厚的大企业所垄断。西方国家从事螺杆钻具制造的 和水平段都是由螺杆钻具完成，在前苏联，虽然受 公司主要有Baker Hughse公司、Telco(美国)、 涡轮钻具钻井应用的限制，但是螺杆钻具在近年来 Dreco(加拿大)、Halliburton、AnadriU(美国)， 发展迅速，所占比重日益增大。另外，海洋钻井几 National Oil Well Inc(美国)、Neyrfor—Weir Ltd 乎全部都要用到螺杆钻具。 (法英跨国联营)、Simth公司以及生产螺杆钻具的 主业公司：Dans—DriU公司、DriⅡMotor Services公 国内外螺杆钻具的发展历程 司。另外还有许多研究机构，象前苏联VNIIBT、 BHHHBT彼尔姆分院、法国石油研究院(IFP)等。 美国从。20世纪50年代开始研制螺杆钻具，第 我国对螺杆钻具的研究始于20世纪70年代 1台工业井下马达则是1957年美国W．Clark的专 末，1982年石油部石油勘探开发科学研究院研制 利产品，这是第1只迪纳钻具(Dyna—Drill)，也 出我国第一台三头螺杆钻具，1985年大港油田总 是一种单双头螺杆钻具。1962年生产出可以用于 机厂和北京石油机械厂共同引进美国Simth公司 ·王春阳，助理工程师，生于1972年，1997年毕业于石油大学(华东)机械系机械设计与设备工艺专业，现攻读北京化工学院机电 一体化专业硕士学位，从事螺杆钻具的研究和制造工作。地址：(300280)天津市大港区。电话：(02225961302。E—mail： (收稿日期：2003—06—29) 2003年 2003年第31卷特刊 王春阳等：国内外螺杆钻具的发展趋势 Dyna—Drill全套△500、A 1000、F2000三个系列 随着数控机床的发展，加工手段不断提高，研究者 的螺杆钻具，开始了螺杆钻具技术在我国的应用。 们还发现许多更优的啮合曲线。随着橡胶技术的发 我国目前生产螺杆钻具的厂家主要有中成公 展，高性能的橡胶不断的被用在螺杆钻具定子上， 司、北京石油机械厂、德州石油机械厂、渤海石油 螺杆钻具定子橡胶多采用丁腈橡胶(NBR)，其配 机械厂等，国内的研究机构有石油大学、中国科学 方在不断的改进。据有关资料介绍用氢化高饱和丁 技术研究院和北京石油勘探开发研究院。 腈橡胶(HNBR)作定子橡胶可使螺杆钻具的性能 国外对螺杆钻具的研究比较早，研究水平也比 有很大提高心J，目前还有采用混炼胶橡胶技术来 较高，目前国外先进螺杆钻具寿命一般都在200— 制造螺杆钻具专用橡胶的。总之橡胶的强度(抗 300 h以上，著名的品牌有Dyna—Drill、Navi— 撕裂、抗挤压)、抗疲劳老化、与金属的粘接强度 Drill、Drilex、Power Pa