定向井工具简介

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1、定向井常用工具简介定向井常用工具简介定向井服务中心定向井服务中心鲁礼兵鲁礼兵20052005年年6 6月月6 6日日 定向井中心-塘沽2海洋钻井平台渤海8号定向井中心-塘沽3定向井常用井下工具一、马达（PDM）二、扶正器（STB）三、非磁钻铤（NMDC）四、悬挂短节（HOS）五、短非磁钻铤（SNMDC）六、浮阀（F/V）七、定向接头（O/S）八、挠性短节（F/J）九、震击器（JAR）十、加重钻杆（HWDP）十一、短钻铤十二、弯接头十三、套管开窗工具十四、其它定向井工具十五、旋转导向系统（） Autotrak Powerdrive Geopilot定向井中心-塘沽4定向井常用测量工具一、单点测斜

2、仪二、多点测量工具二、陀螺测量工具三、随钻测量设备四、测井设备五、其它测量工具和设备定向井中心-塘沽5定向井常用井下工具定向井中心-塘沽6一、马 达（1）1) 旁通阀总成 2) 马达总成 3) 万向轴总成 4) 驱动轴总成 马达主要组成部分：旁通阀总成旁通阀总成马达总成马达总成 万向轴总成万向轴总成传动轴总成传动轴总成定向井中心-塘沽7一、马 达（2）马达外型结构：定向井中心-塘沽8一、马达（3）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

3、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。定向井中心-塘沽9

4、一、马达（4）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。传动轴总成的工作原理：传动轴总成(drive shaft assembly)，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。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定向井中心-塘沽10有关马达的问题？马达主要由哪几部分组成?马达在现场中起什么作

5、用?在作业现场,对马达应该做哪些检查?在使用马达的过程,应该注意哪些问题?定向井中心-塘沽11二、扶正器（1）扶正器的分类扶正器的作用扶正器的形状使用扶正器的一些技巧定向井中心-塘沽12二、扶正器（2）扶正器作用在现场作业中，无论是在转盘钻具组合中，还是在导向钻具中，扶正 器都具有很大的作用。在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，扶正器起支点作用，通过改变扶 正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，从而进 行增斜、稳斜或者降斜来达到控制井眼轨迹的目的,还可以增加下部钻具 组合的刚性，修整井眼，防止粘卡等。尽可能多的使用转盘扶正器钻具组合来进行轨迹控制。在造斜段结束之 后，并在需要稳

6、斜和降斜的时候，仍然使用转盘钻进来完成。只有在下列 两种情况下，才使用动力钻具进行控制： (1) 使用转盘钻扶正器组合已难以完成增斜或降斜要求时，改用动力 钻具造 斜工具进行强力增斜或降斜； (2) 转盘钻扶正器组合不能控制方位，而且在钻进中常常出现方位偏 差。当井眼方位有较大偏差，有可能造成脱靶时，必须使用动力钻 具造斜工具来完成扭方位。定向井中心-塘沽13二、转盘扶正器组合（3）此类工具不能用于改变井眼方位，仅能在已有一定斜度的井眼内改变井 斜，即进行增斜、降斜或稳斜。此类工具是在转盘钻的基础上，利用靠近钻头的钻铤部分，巧妙地使用 扶正器，得到各种性能的组合。 20世纪80年代以来，国内外

7、对扶正器钻具组合的研究逐步深入。运用数 学、力学和计算机工具，出现了微分方程法、有限元法、纵横连续梁法、 加权余量法等等方法，且都需要使用较复杂的计算机程序。在没有计算机软件计算在情况下，可使用现场常用的经验数据。转盘钻扶正器组合有三种：1) 增斜组合2) 稳斜组合3) 降斜组合 定向井中心-塘沽14二、转盘增斜钻具组合（4）类型L1L2L3强增斜组合1.01.8-中增斜组合1.01.818.027.0-弱增斜组合1.01.89.018.09.0按增斜能力分为强、中、弱 三种。使用中要注意：1. 钻压越大，增斜能力越大 ；2. L1越长，增斜能力越小；3. 近钻头扶正器直径减小， 增斜能力也减

8、小。4. 注意保持低转速。 定向井中心-塘沽15二、转盘稳斜钻具组合（5）类型L1L2L3L4L5强稳斜 组合0.81.24.56.09.09.09.0中稳斜 组合1.01.83.06.09.0 18.09.0 27.0-弱稳斜 组合1.01.84.59.0-按稳斜能力分为强、中、 弱三种。在使用中要注意保持正常 钻压和较高转速。若需要更强的稳斜组合， 可使用双扶正器串联起来作为近钻头扶正器。 定向井中心-塘沽16二、转盘降斜钻具组合（6）类型L1 L2强降斜组合9.027.0 -弱降斜组合0.8 18.027.0按降斜能力分为强、弱两 种。使用中要注意：1.保持小钻压和较低转 速2.对于强降

9、斜组合来说 ，L1越长则降斜能力 越强，但不得与井壁 有新的接触点。 定向井中心-塘沽17三、非磁钻铤（1）非磁钻铤作用在使用MWD或者电子多点测斜仪等仪器时，在钻具组合中使用非磁钻铤可 以有效防止由于钻具所带来的磁干扰，使测量结果准确有效。 非磁钻铤结构 定向井中心-塘沽18有关扶正器的问题？现场,扶正器常见的有哪几种?扶正器在底部钻具组合中起哪些作用?在轨迹控制过程中,如何调整扶正器的位置和 尺寸大小?在使用扶正器时,现场应该做哪些工作?定向井中心-塘沽19三、非磁钻铤（2）8 “非磁钻铤：扣型：631*630 外径：8 “ （203.2mm）内径： 3 “ 3-1/4 “ （82.55m

10、m）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 “ （71.4mm）定向井中心-塘沽20四、悬挂短节悬挂短节作用将MWD仪器坐在其中，为MWD提供一个安全稳定 的测量环境。悬挂短节外壁上有一高边刻度线，其作用是校 正马达高边及量MWD到马达OFFSET值。内壁有一 凸出的键，为MWD座封时使用。在不使用MWD时， 一定要注意先甩掉悬挂短节，以避免排量过大冲 掉该键，造成井下事故。定向井中心-塘沽21五、短非磁钻铤短非磁钻铤的作用：与非磁钻铤的作用类似，只是长度不同。短非磁钻铤尺寸、内外径及扣型：8 “短非磁钻

11、铤：扣型：631*630 外径：8 “ （203.2mm）内径：3-1/4 “ （82.55mm）6-1/2 “短非磁钻铤：扣型：411*410 外径： 6-1/2 “ (165.1mm)内径：3-1/4 “ 或 2-13/16 “ （71.4mm）定向井中心-塘沽22六、浮阀和定向接头（1）浮阀的作用:主要作用是防止泥浆倒流损害井下测量工具， 以及防止钻头水眼被堵。定向接头的作用：主要作用是为定向仪器（陀螺等）提供一个稳 定的座封环境，便于准确地知道马达等井下工具 的方向，保障下部作业顺利进行。定向井中心-塘沽23六、浮阀和定向接头结构（2）定向井中心-塘沽24七、震击器和挠性接头（1）震击

12、器的作用：主要作用是在卡钻时帮助解卡。 挠性接头的作用：主要作用是保护震击器，增加震击时的弹力。 定向井中心-塘沽25七、震击器和挠性接头（2）定向井中心-塘沽26八、加重钻杆和钻杆加重钻杆的作用：用在钻具组合底部来代替钻铤加压，在导向钻具定向 作业中减少与井壁的接触面积，减小摩阻力，利于滑动 作业，增加井下安全且有利于定向井参数的控制。还用 作钻铤与钻杆之间的过渡段，以减缓刚度变化。钻杆的作用：主要作用为传递扭矩和输送泥浆，并将地面发出的功 率传递给钻头，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。定向井中心-塘沽27九、短钻铤短钻铤的作用：其作用可以参看转盘扶正器组合。定向井中心-塘沽28十、弯接头

13、弯接头的作用： 在动力钻具和钻铤之间的一个接头，使该部位 形成弯角从而使钻头侧向切削，改变井眼方向。其弯角越大，造斜率越大；弯曲点以上钻柱钢 性越大，造斜率越大；弯曲点至钻头的距离越小 且重量越小，造斜率越大。定向井中心-塘沽29十一、配合接头定向井中心-塘沽30问题的提出？在使用扶正器时,现场应该做哪些工作?非磁钻铤主要起什么作用?钻铤主要起什么作用?短钻铤主要起什么作用?浮阀主要起什么作用?定向接头主要有什么作用?配合接头起什么作用?加重钻杆主要起什么作用?震击器主要有什么作用?悬挂短节起什么作用?弯接头的作用?定向井中心-塘沽31十二、开窗工具及其它定向井工具常见套管开窗工具：）锻铣工具

14、2） 斜向器 (洗锥等)其它定向井工具：）承托环 ）非磁钻杆）配合接头 ）减震器）键槽破坏器 ）循环头）变向器 定向井中心-塘沽32工具扣型识别(1)接头丝扣规范及表示方法：我国现场用三位数字来表示粗扣接头的类型，如411，420，630等。第一位数字表示工具的直径，以英寸为单位，用2、3、4(A)、5、6分别 表示2-7/8 “（73mm）、3-1/2 “（89mm）、4-1/2(4) “ （114mm）、 5-1/2 “ （140mm）、6-5/8 “ （168mm）工具的名义尺寸；第二位数字表示接头类型，用1、2、3三个数字分别内平、贯眼、正规三 种类型；第三位数字用1和0分别表示公扣和

15、母扣。例如：411表示4-1/2 “的钻杆， 内平式的公接头。定向井中心-塘沽33工具扣型识别(2)钻杆接头的类型：1）内平接头（IF）：适用于外加厚及内外加厚钻杆，其接头内径钻杆加厚部分内 径和钻杆本体内径相等或相近。泥浆流过该类型接头时，流动 阻力小，有利于水功率的利用。但该类接头强度低，易于磨损 。2）贯眼接头（FH）： 适用于内外加厚及内加厚钻杆。接头内径等于钻杆加厚部分 内径，但小于钻杆本体内径。泥浆流过时，流动阻力大于内平 式接头，但强度大于内平式接头。3）正规接头（REG）：适用于内加厚钻杆，正规式接头内径小于钻杆加厚部分内径 ，钻杆加厚部分内径又小于钻杆本体内径，因此该类型连接的 钻杆有三种不同的内径，并且公接头内径比母接头内径还小。 泥浆流过时阻力大。但该类接头外径小，耐磨损，强度大，常 用某些打捞工具和水龙头下部保护接头等的连接处。定向井中心-塘沽34工具扣型识别()接头类型的识别：在钻井中，正确地选配和连接钻具是一项很重要的工作，若 将接头配错，就会引起钻具事故。在实际工作中如何识别不同尺寸不同类型的接头呢？1）、先看接头本体上有无标记槽。在标记槽内用钢字码打有 “420”、“631”等字样，以识别接头扣型所用。接头一般无标记 槽，但有时也大有尺寸类型