定向井专用工具介绍-螺杆.doc

一、用途
螺杆钻具是造斜、扭方位、侧钻施工必不可少的工具。直井作业也常用到。
 二、结构
 螺杆钻具由旁通阀、马达、万向轴、传动轴和旋转钻头短节组成。近几年，研制出了不同弯曲角的弯螺杆，有单弯、同向双弯、异向双弯等。
 三、工作原理
 螺杆钻具是靠循环钻井液的动能转化为旋转钻头破碎岩石的机械能的一种井下动力钻具。钻井泵排除的钻井液流经旁通阀进入马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，实现钻进的目的。
四、技术参数（以北石厂螺杆为例）
1、螺杆钻具型号表示方法（表22）
C 5 LZ 172 * 7.0 II - D K W F G
其中“C”表示：
马达形式（C-长马达、D-短马达、K-空气或泡沫马达 省略-常规马达）
“5”表示：
转子头数
“LZ”表示：
螺杆钻具产品代号
“172”表示：
螺杆钻具规格（外径,mm）
“7.0”表示：
允许使用的转子水眼压降（MPa）
“II”表示：
产品改进次数
“D”表示：
弯钻具弯角形式:

D-单弯（弯接头或弯壳体）

P-大偏移距同向双弯（弯接头+单弯壳体）

T-同向双弯

S-异向双弯（DTU）

J-铰接钻具

K-可调弯壳体

无-直钻具
“K”表示：
K-可调弯壳体钻具结构形式

省略-固定弯壳体钻具结构形式
“W”表示：
稳定器（W-传动轴壳体带稳定器；省略-不带稳定器）
“F”表示：
转子中空分流（F-转子中空分流；省略-转子非中空）
“G”表示：
钻具耐温特性（G-耐温150℃；省略-耐温120℃）

2、螺杆钻具技术参数(表23 多头，以北石厂螺杆为例)
钻具型号
外径
(mm)
流量/中空流量
钻头钻速(r/min)
马达压降(MPa)
工作扭矩(N.m)
最大扭矩(N.m)
推荐钻压(kN)
最大钻压(kN)
最大功率(kW)
长度(m)
连接螺纹（API正规）
上端
下端
5LZ60*7.0
60
1.26~3.13
140~360
2.5
160
280
5
10
6.03
3.3
1.9TBG
1.9TBG
5LZ73*7.0
73
1.26~5.05
120~480
3.45
275
480
12
25
13.8
3.45
23/8TBG
23/8
5LZ89*7.0
89
2~7
95～330
4.1
560
980
18
37
19.35
4.67
23/8
23/8
5LZ95*7.0
95
4.73~11.04
140~320
3.2
710
1240
21
40
23.8
4.21
27/8
27/8
C5LZ95*7.0-Ⅱ
95
5~13.33
140~380
5.2
1200
1920
35
70
47.8
5.49
27/8
27/8
C5LZ95*7.0
95
5~13.33
140~380
6.5
1490
2235
40
80
59.3
6.88
27/8
27/8
5LZ100*7.0
100
4.73~11.04
140~320
3.2
710
1240
21
40
23.8
4.21
27/8
27/8
5LZ120*7.0
120
5.78~15.8
70～200
2.5
1300
2275
55
72
27.23
4.88
31/2
31/2
C5LZ120*7.0
120
6.667~20
90～270
5.2
2500
4000
55
100
70.5
6.88
31/2
31/2
3LZ165*7.0
165
17~27
200~300
4.1
2500
3750
80
160
78.54
6.5
41/2
41/2
5LZ165*7.0
165
16~28
100~178
3.2
3200
5600
80
160
59.65
6.5
41/2
41/2
C5LZ165*7.0
165
18.93~37.85
125~250
5.0
5000
8000
90
180
112.6
8.15
41/2
41/2
D7LZ165*7.0
165
18~28
130~200
2.5
5000
3680
80
150
48.2
4.97
41/2
41/2
9LZ165*7.0
165
19~31.6
85～135
2.5
2300
5600
80
160
45.24
5.7
41/2
41/2
5LZ172*7.0
172
18.93~37.85
100~200
3.2
3200
5856
100
200
76.6
6.71
41/2
41/2
C4LZ172*7.0
172
18.93~37.85
150~300
7.0
3660
10110
170
340
198.55
9.18
41/2
41/2
C5LZ172*7.0-Ⅱ
172
18.93~37.85
100~200
4.5
6320
8240
150
300
1.7.8
7.76
41/2
41/2
C5LZ172*7.0
172
18.93~37.85
100~200
6.0
5150
10992
170
340
144
9.18
41/2
41/2
5LZ197*7.0
197
22～36
95～150
3.2
6870
8750
120
240
78.54
6.9
51/2
65/8
C5LZ197*7.0
197
22～36
100~160
5.2
5000
14220
145
290
150
8.7
51/2
65/8
C3LZ216*7.0
216
28～56.78
145~290
5.0
8890
12700
200
360
240.8
8.285
65/8
65/8
C5LZ216*7.0
216
28～56.78
105~210
5.0
10700
17100
200
360
235.3
8.285
65/8
65/8
3LZ244*7.0
244
18.93~56.78
96～290
5.0
7040
11260
210
400
213.8
7.56
65/8
75/8
5LZ244*7.0
244
50.7～75.7
90～140
2.5
9300
16275
210
400
136.3
7.8
65/8
75/8

3、螺杆钻具技术参数(表24 单头，以北石厂螺杆为例)
钻具型号
外径
(mm)
流量/中空流量
钻头钻速
(r/min)
马达压降(MPa)
工作扭矩(N.m)
最大扭矩(N.m)
推荐钻压(kN)
最大钻压(kN)
最大功率(kW)
长度(m)
连接螺纹（API正规）
上端
下端
LZ127*3.5
127
9.5~18.5
355～560
2.5
576
1152
20
40
33.78
5.8
31/2
31/2
LZ165*3.5
165
12.6～22
275～480
2.5
935
1870
29
55
47
6
41/2
41/2
LZ197*3.5
197
19～28.4
275～415
2.5
1532
3064
54
83
66.6
6.2
51/2
65/8
LZ244*3.5
244
25.2～44
215～375
2.5
2632
5246
49
102
103
7.87
65/8
75/8
LZ100*7.0
100
4.7～11
280～700
5.17
650
1300
35
57
47.65
6.4
27/8
27/8
LZ120*7.0
120
6.33～15
245～600
4.0
790
1580
35
70
50
6.4
31/2
31/2
LZ127*7.0
127
9.5～19
345～690
3.1
712
1424
47
110
51.5
6.6
31/2
31/2
LZ165*7.0
165
15.8~25.2
350～550
4.1
1817
3634
80
160
104.7
7.3
41/2
41/2
LZ197*7.0
197
19～31.6
230～390
4.1
2928
5856
120
240
120
7.8
51/2
65/8
LZ244*7.0
244
38～63
240～400
4.1
6236
12472
213
329
261.2
9
65/8
75/8

4、螺杆钻具技术参数(表25 空气或泡沫)
钻具型号
外径
(mm)
流量/中空流量
钻头钻速
(r/min)
马达压降(MPa)
工作扭矩(N.m)
最大扭矩(N.m)
推荐钻压(kN)
最大钻压(kN)
最大功率(kW)
长度(m)
连接螺纹（API正规）
上端
下端
K5LZ95*7.0
95
5～10
60～130
2
1000
1600
30
60
13.61
5.8
27/8
27/8
K7LZ120*7.0
120
10～20
50～100
1.8
2770
4430
55
100
29.0
6.2
31/2
31/2
K7LZ172*7.0
172
22～38.5
50～100
2.4
6000
9600
150
300
62.8
6.7
41/2
41/2
K7LZ197*7.0
197
33.5~56.7
50～80
2.4
11000
17600
200
380
92.2
6.9
51/2
65/8
K7LZ244*7.0
244
42～70
40～70
2.4
15000
24000
210
400
110
7.8
65/8
75/8

四．螺杆钻具使用方法
1．地面检查
(1) 螺杆上、下接头（旋转钻头短节）是否有松扣或松动现象，如有松扣现象进行紧扣。
(2) 下接头固定螺栓是否有松扣现象，若有进行紧扣。
(3) 旁通阀是否能关闭，若不能关闭，可采用机油浸泡活动，直到能关闭为止。
(4) 要注意观察弯螺杆上部弯方的标记与下部弯接头弯曲的方向是否一致。
(5) 螺杆钻具上、下钻台必须使用绷绳绷，防止碰撞损坏螺杆钻具。
(6) 用游车吊起螺杆钻具，测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，在下放游车让螺杆钻具触到转盘，再测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，两者间隙差6-1/2"螺杆不大于6mm，7-3/4"和9-5/8"螺杆不大于8mm，否则应更换螺杆。
(6) 让螺杆钻具与方钻杆相接，把扣上紧，将螺杆钻具的旁通阀下放到转盘面以下，开泵，小排量使钻井液流进马达，应能看见钻井液从旁通阀的旁通孔流出；随着排量加大，马达开始转动，旁通阀关闭；如一切正常，停泵卸方钻杆，接钻头下钻。
    2．钻具下井
(1) 下放钻具及其组合应小心地控制下放速度。下钻遇阻，应开泵循环，慢慢划眼通过。若带有弯接头或弯壳体的钻具遇阻时应间歇性地转动钻具，慢慢通过，以防止划出新眼。
(2) 对深井和高温井，下放钻具建议周期性地进行中途循环。
(3) 在井内，若钻井液不能迅速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减慢下放速度或不时停下来充罐泥浆。
3．启动
    (1) 钻具达到预先确定的位置，可以开泵循环。，
    (2) 定向前充分清洗井底。
    4．钻进
(1) 下钻完，接方钻杆前把钻杆滤子放入钻杆；钻头离井底1米以上开泵，开泵正常后方能下放钻进，缓慢均匀加压。
(2) 钻进中要随时注意泵压变化情况（当排量给定的前提下）、钻时、岩性变化情况，防止意外事故发生。
(3) 对于弯螺杆要注意选择弯曲角的大小，以满足钻井工程设计的要求。
(4) 钻进中几种异常情况的处理：
◆ 指重表摆动不停。将钻头提离井底，循环几分钟，待指重表稳定后再钻进。
◆ 加钻压而泵压不变化，说明马达已不工作，则应停泵，将钻头提离井底再开泵。
◆ 泵压尚未达到制动压降而无进尺，如地面无问题，则说明井下已短路，即应起钻。
◆ 如排量、泵压、钻压均合理，而无进尺，则是螺杆钻具有问题，即应起钻。
    5．起钻
    起钻时，旁通阀处于开位，钻柱中的泥浆注入环空。
6．现场维护保养
    (1) 卸去旁通阀以上各部件，用清水冲洗旁通阀后，接上提升短节。
    (2) 卸去钻头。
    (3) 从传动轴驱动接头中冲洗钻具，然后平放钻具，正常维护保养后使用。