5种常规钻具组合的不同特点

各种常规钻具组合 1、满眼钻具（packedholeassembly） 又称刚性配合钻具或刚性满眼钻具，是一种安装在钻柱下部的刚度较大而且井径与钻柱外径 之间间隙较小的防止井斜角和井眼曲率变大的一种钻具组合。 刚性满眼钻具一般是由几个外径与钻头直径相近的扶正器与一定长度外径较大的钻铤所组 成。它的防斜原理是在钻头以上的下部钻柱上安装一定数量的扶正器，以扶正合钻铤；提高 下部钻柱的刚度，减少其弯曲程度，以消除钻头的严重倾斜，使其能减小和限制由于钻柱弯 曲而产生的增斜力，同时扶正器能支撑在井壁上，抗衡地层自然造斜力，以达到控制井斜在 最小范围内变化的目的。 为了发挥满眼钻具的防斜作用，在钻具上至少要有三个稳定点，除在靠近钻头处有一个扶正 器外，其上面应再安放两个扶正器才能保持有三点接触井壁。如果只有两点接触，钻柱就能 循沿一条曲线，不能保证井眼的直线性。如果有三点接触，就能保证井眼的直线性和限制钻 头的横向移动。 1）在垂直或接近垂直的井眼中钻具的防斜作用：当钻具在垂直或接近垂直的井眼中工作时， 它的作用是保持井眼沿直线方向加深。 2）增斜时钻具的防斜作用：当钻进时井斜较大的地层时，满眼钻具能有力地抵抗地层横向 力，减小井斜的变化。满眼钻具在增斜地层中，能限制井斜角的增大速度，可防止狗腿、键 槽等现象的发生。 3）降斜时钻具的作用：如果井眼已发生了偏斜，而地层横向力又使其趋向恢复垂直状态， 满眼钻具的作用是防止井斜角过快地减小。钻具在降斜时能有力地抗衡地层降斜力，减少井 眼的降斜率，使其不致于产生狗腿、键槽等不良现象。 2、钟摆钻具 钟摆钻具是为了减少井斜角而设计的一种钻具组合，是利用斜井内切点以下钻铤重量的横向 分力把钻头推向井壁低的一侧，以达到逐渐减小井斜的效果。这个横向分力如钟摆一样，所 以称之为“钟摆力”，运用这个原理组合的钻具称为钟摆钻具。 对于一定斜度的井眼来说，井斜角是一定的，因此增大降斜力的主要方法是增大切点以下的 钻铤重量，其办法有二：一是使用大尺寸钻铤或加重钻铤。显然在同一钻压下，大尺寸钻铤 不易被压弯，并且切点位置高，因而切点以下钻铤长度 L大，有利于增大降斜力。二是在比 切点略高的位置上，安装一个扶正器，以提高切点位置，增大其下部钻铤重量，使降斜力增 大。除此之外，扶正器对其下部钻铤还起到扶正作用，因而可减少钻头倾斜角，限制增斜力 的增大。当然最理想的办法是采用大尺寸钻铤加扶正器，这样组成的钻具不仅钟摆的长度大， 而且重量也大，其降斜效果更好。 3、塔式钻具 塔式钻具就是在钻头之上，使用几段直径自下而上逐渐减小，形如塔状的钻铤组合。钻铤应 不少于 12根；这种防斜钻具的特点就是底部钻铤重量大，刚度大，整个钻铤柱的重心低， 稳定性好。能产生较大的钟摆减斜力。在松软地层，井径易扩大，对于扶正器满眼钻具或扶 正器钟摆钻具，由于其井径与扶正器间隙值大，防斜效果差。使用塔式钻具则能得到满意的 效果。此外，塔式钻具还有结构简单，使用方便，不需要进行扶正器位置计算的优点，也不 存在扶正器、方钻铤的磨损及修复等问题，但塔式钻具也存在底部间隙小，易卡钻，钻铤尺 寸多，操作部方便等不足。 塔式钻具防斜效果的好坏，取决于钻具的塔式组合。要求组合的重心低、底部钻铤直径大、 整个钻铤重量大、每一级钻铤尺寸差值小。 4、螺杆钻具组合 螺杆钻具由四个部件组成,从上至下依次是旁通阀、马达、万向轴、传动轴组成。螺杆钻具
组合是一种以液体为动力，把液体的压力能转化为机械能的井下动力工具。当动力液进入液 压马达，在液压马达的进出口产生一定的压差，推动液压马达的转子绕定子轴线做行星运动， 提供给钻头转速和扭矩，实现井下作业，而不需要钻杆转动。 螺杆钻具特点: 1、螺杆钻具产生的扭矩只用来驱动钻头，减少钻杆磨损; 2、可以提供大造斜率的专用钻具组合，也可以提供用于连续控制的导向钻具组合; 3、螺杆钻具的输出扭矩与钻井液通过液压马达产生的压力降在一定范围内成线性关系; 4、中空转子螺杆钻具可大排量输入，提高上返速度和携砂能力; 5、适用于各种钻头的选配。 目马达无明显差异，加上价格合理，维 修方便，因此，国产螺杆钻具广泛用于海上定向井。国产螺杆钻具的主要生产厂家及性能参 数见表 9-10~表 9-12。为满足大排量的水力要求，国产螺杆钻具具有中空分流的特性 5、涡轮钻具组合 涡轮钻具由涡轮节和支承节组成,它们分别由涡轮定子、转子、主轴、止推轴承组、扶正轴 承、联接器和外壳等主要零部件组装而成[3~5]。根据所钻地区、地层以及井深等地质和 工艺情况,通常采用 2个或 3个涡轮节与 1个支承节进行组合,实现钻进。 特点: 强动力输出 所有都是金属件 不同涡轮叶片类型 模块式工具(轴承、马达、稳定器) 内可调式“中心”稳定器 末端公扣式驱动轴—顶端母扣式钻头 不同地层需选择相应的钻头，不需要选择不同马达 极低的振动 优点 最大机械转速 不受温度约束 强适应性 现场容易调整 预先定向 高质量井眼、定向性 划眼转速的高稳定性 保护钻头、井下工具串、碎钻测量等 特殊施工钻具组合: 磨铣钻具组合、取心钻具组合、打捞钻具组合、套铣钻具组合等。