螺杆钻具特性分析

螺杆钻具采用容积式单螺杆液马达作为动力机。无工作液漏失、无摩擦的理想马达是不存在的。马达工作液的漏失使得螺杆钻具总效率降低，并导致其实际工作特性偏离理论工作特性。在相同负载下，马达副的配合间隙对螺杆钻具的流量—转速特性影响很大，配合过盈量在０～０．３０ｍｍ范围内，螺杆钻具的功率及总效率较高；对漏失量超过２Ｌ／ｍｉｎ的液马达，建议不要继续使用。负载（转子输出扭矩）是影响流量—转速特性的另一重要因素，试验表明，螺杆钻具在最佳工况时的扭矩是制动扭矩的５０％～７０％。按螺杆钻具在不同流量下的扭矩—转速特性，为适应牙轮钻头钻井工况的要求，设计马达时应尽量降低转速，提高输出扭矩。     

多节螺杆钻具

苏联螺杆钻具的进尺在稳步增长,目前进尺已占钻井总进尺的6%。为了提高螺杆钻具的经济技术效益,他们将磨损到一定程度的转子和定子装配成多节式螺杆钻具继续下井使用,创造了螺杆钻具一种新的使用方法。新的д1—195螺杆钻具的转子和定子橡胶衬套之间是过盈配合,过盈值为0.2～0.4mm,使用中由于转子和定子的磨损,逐渐由过盈配合发展到出现间隙,间隙大到一定程度,螺杆钻具的扭矩和转速显然降低,使其不能继续使用,用过的д1—195螺杆钻具的间隙值可达0.8mm。     

井下动力钻具串联组合及串联机理分析

分析了以两根螺杆钻具串联而成的组合钻具的工作特性及转矩、压降、排量、轴向力等问题。讨论了涡轮－螺杆串联组合钻具的工作特性和匹配问题，并将涡轮钻具、螺杆钻具和涡抢－螺杆串联组合钻具的特性进行了对比，指出在井下动力钻具尚以螺杆钻具为主的我国，不宜发展串联组合钻具。     

阶梯形螺杆衬套副的设计及有限元分析

针对目前空气螺杆钻具的核心部件——螺杆衬套副仍采用液动螺杆钻具的等导程、等横截面结构,在工作过程中会加速衬套橡胶老化,缩短螺杆钻具寿命等问题,设计了阶梯形变容积螺杆衬套副,并进行了算例设计。计算结果表明,螺杆钻具从入口端至出口端等效应力、接触应力逐渐加大;衬套副等效应力、接触应力随着过盈量的增大而增大。螺杆衬套副磨损量随着过盈量的增大而增大,但过盈量越小,密封效果也随之变差,一般取过盈量为0.5 mm。可通过改变衬套副几何尺寸来改变输出特性参数,从而适应不同钻头及不同地质条件的要求。     

螺杆钻具在侧钻井钻进过程中相关问题的探讨

套管内侧钻是低成本开发剩余油气的有效途径。由于螺杆钻具本身具有良好的动力特性,在套管内侧钻中得到广泛应用。螺杆钻具主轴轴承总成是螺杆钻具的薄弱环节,对整个螺杆钻具的使用寿命起决定性作用。主轴轴承的结构形式又决定了螺杆钻具的使用条件。通过对螺杆钻具主轴轴承的轴向力分析,指出螺杆钻具在套管内侧钻井钻进中应注意的问题。     

等壁厚螺杆钻具的研制与现场应用

为提高螺杆钻具的使用寿命,研制了等壁厚螺杆钻具。通过研究等壁厚螺杆钻具关键参数,确定了172mm等壁厚螺杆定子衬套厚度为10mm,定/转子头数比为5:6;室内等壁厚螺杆钻具与普通螺杆钻具的性能对比试验表明:同等条件下等壁厚螺杆钻具容积效率、转速、输出扭矩、总效率和输出转矩均优于常规螺杆钻具。在现场应用中,等壁厚螺杆钻具比常规螺杆钻具纯钻时间提高48.79%,机械钻速提高30%,进尺增加465.05m,取得了良好效果。     

螺杆钻具定子橡胶类型与钻具性能分析

分别就螺杆钻具的不同使用工况对其定子橡胶性能的要求，以及目前可用作螺杆钻具定子的橡胶类型进行分析；认为对不同的钻井工况应采用不同种类、不同性质的定子橡胶，从而在不同的钻井工况下，选择使用不同的螺杆钻具，使螺杆钻具性能发挥得更好     

中空转子螺杆钻具工作特性分析

介绍了中空转子螺杆钻具的结构、原理，导出了转矩、转速、功率、效率与马达两端压降的关系式，分析了其工作特性。为了改善该类螺杆钻具转速软特性，对中空转子分流嘴结构提出了改进建议。     

影响螺杆钻具工作寿命的使用因素分析

在定向井、水平井等特殊工艺井施工过程中,螺杆钻具的工作寿命直接影响施工井的生产时效和钻井周期。在螺杆钻具结构设计及生产质量确定的情况下,现场应用技术水平对其使用寿命的影响也非常明显。合理正确地使用螺杆钻具,可充分发挥其潜在工作寿命。文中以两套Ф172进口可调弯角式螺杆钻具在井使用情况为例,分析了影响螺杆钻具工作寿命的现场使用因素,结合目前现场应用条件,提出了针对性的技术措施,对现场合理使用螺杆钻具、提高其工作寿命具有一定的借鉴作用。     

气体螺杆钻具输出性能研究

气体螺杆钻具作为气体钻定向井和水平井的新型井下动力钻具,在使用过程中常常遇到启动难、扭矩不足等问题。输出性能的分析对其结构参数和钻井参数的选择有着重要的作用,应该考虑井下压力对气体螺杆钻具输出性能的影响。文中将气体螺杆简化为一个环形圆筒的等效模型,求出其当量直径,并结合一维可压缩流体的流动特性,求得井下螺杆的压降,进一步得到螺杆转速、扭矩等输出特性。研究结果为提高气体钻井中螺杆钻具的工作效率提供了理论依据。     

单螺杆泵井工况诊断系统的研制与应用

单螺杆泵井下工况诊断系统由数据采集和数据分析优化两大部分组成 ,该系统的研制实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测 ,能够及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数 ,通过与理论值的对比 ,及时改进井下工况参数。介绐了装置的安装和应用情况 ,并指出了改进和完善意见     

脉动式扭转冲击钻井工具工作特性分析与测试

为抑制PDC钻头钻进硬地层时的粘滑振动,设计了一种可以为PDC钻头提供周向冲击载荷的脉动式扭转冲击钻井工具,并在介绍其结构设计和分析其工作原理的基础上,建立了计算其周向扭矩、直井工况下冲击功的数学模型,通过算例分析了其工作特性。分析结果表明:脉动式扭转冲击钻井工具的周向扭矩随排量增大而增大,随节流喷嘴直径增大而减小;在直井中的冲击功随钻柱扭矩和扭转角度增加而增大,随钻压增大而减小。脉动式扭转冲击钻井工具样机性能室内测试结果表明,该钻井工具能实现高频扭转冲击,且其工作频率、周向腔体压差和周向扭矩均随排量增大而增大。研究和测试结果表明,脉动式扭转冲击钻井工具的结构设计合理,能够为PDC钻头提供周期性扭转冲击载荷,抑制PDC钻头的粘滑振动。      

地面驱动采油螺杆泵设计中的若干问题

在研究试验的基础上,阐明了在设计地面驱动采油螺杆泵时如何合理选择泵转速,转子与定子间过盈值和泵的每级承压值等参数问题;分析了螺杆泵的启动力矩、外特性曲线及最佳工作区域。     

连续油管作业用小螺杆钻具的研究

针对连续油管作业的技术特点和对小螺杆钻具的功能需求,在现有螺杆钻具制造经验的基础上,吸收部分国外产品的优点,设计开发了直径为60～80mm的小螺杆钻具。对小螺杆钻具的马达、万向轴、传动轴等主要的总成结构进行了改进,制造出小螺杆钻具的样机,并进行了试验。结果表明,在输入流量为8L/s时,随着工作压降增加,输出扭矩基本呈线性增加,转速略有下降;在达到设计满载压降3.2MPa时,工作扭矩达到700N.m,输出转速219r/min,总效率达到44%,样机性能达到了设计要求。     

液力驱动式单螺杆泵设计计算

在介绍了液力驱动式单螺杆泵的结构与工作原理后,给出了泵的两个主要部件单螺杆泵与单螺杆马达的螺杆-衬套副的端面直径、衬套导程和偏心距的计算方法,以及单螺杆泵与马达协调工作时,两者之间的扭矩和功率的大小应满足的关系。给出的计算公式是根据单螺杆式水力机械的基本理论和工作特点,并考虑现场实际提出的,因此对这种类型的单螺杆泵的设计具有普遍意义,对于不同总体结构布置形式的液力驱动式单螺杆泵,设计时有些公式应重新推导。     

综合录井扭矩曲线特征分析及应用

该文从理论分析的角度入手,阐述了钻具振动对地面扭矩检测值的影响,并以4口井14次典型钻头预报为例,系统地分析了各种不同状况下的扭矩曲线典型特征,指出扭矩曲线形态特征不受三牙轮钻头类型、外径及所钻井深的影响,在排除和限定影响因素后,能较好地显示井下钻头使用情况与扭矩曲线变化的对应关系。这对录井现场钻头使用情况的分析及预报具有一定的指导意义。文章还就扭矩曲线的演变过程及采取的工程措施提出了意见。     

四川盆地高含硫气井油管螺纹气密封性能评价与应用——以龙岗气田为例

四川盆地自四川盆地龙岗气田投产以来,部分气井出现了由螺纹泄漏造成的油套环空异常带压现象,异常带压值过大将会影响正常生产,一旦超过允许值将诱发安全事故。为避免新投产井出现此类现象,在调研国内外气密封螺纹技术发展的基础上,结合该气田特点进行了螺纹气密封难点分析、上卸扣和交变载荷（拉、压、弯曲）气密封性室内实验评价,以及现场施工控制技术的研究与应用。室内评价结果表明：Φ88.90×6.45 mm SM 2550-125 VAM TOP扣和Φ73.02×5.51 mm BG 2830-110 BGT1扣满足该气田不同工况条件下油管柱气密封性能的要求。现场应用结果表明：油管柱密封完整性不仅受到扣型优化选择、管柱结构设计、井下工具选择、施工工艺、不同工况载荷等因素影响,还受到现场操作质量（如现场上扣操作和扭矩控制等）的影响,氦气气密封检测是确保油管柱密封完整性的有效控制措施。建议在该类气井推广应用VAM TOP、BGT1扣和气密封检测技术,同时注重对其他控制措施如油管钳扭矩标定、专用上扣工具的研究,以及优选下油管专业队伍和加强操作监督等。     

地面驱动螺杆泵动液面高度控制方法研究

在地面驱动螺杆泵采油技术中,动液面高度的变化直接影响到抽油杆柱和螺杆泵的运动和受力状态,是控制螺杆泵稳定工作的主要参数。根据螺杆泵扭矩计算公式,开发了地面驱动扭矩与液面高度分析软件,建立了螺杆 泵动液面高度的控制方法,即由动态监测扭矩值来实时计算动液面高度,并通过调整转速来实施动液面高度控制。经现场5口井应用表明：动液面高度控制误差在±45m内,确保了螺杆泵处于稳定的工作状态,提高了采油 效率。     

地面驱动螺杆泵井工况分析

螺杆泵井运行过程中经常出现杆柱断脱、蜡卡、烧泵等现象.除了螺杆泵产品自身存在不完善之处以外,管理方面的问题也不容忽视.螺杆泵采油各类故障的特性反应和诊断方法与其他采油方式不同,需要采用电流法、扭矩法、特性曲线法等进行综合分析判断.在油井动液面变化、转速高低、加药及洗井周期等方面,分析各种工况的主要影响因素,结合生产实际情况制定合理调整措施,避免在油井运行过程中频繁出现电流增大或发生变频自动保护停机现象.改善杆、管、泵系统工作条件,提高螺杆泵运行时率.收集了螺杆泵现场出现的一些工况种类,利用简单易行方法进行诊断分析,为螺杆泵推广应用提供技术帮助.