浅谈如何加强螺杆钻具的使用及故障处理.doc

1、浅谈如何加强螺杆钻具的使用及故障处理摘 要在石油勘探和油田开发的各项任务重，钻井起着十分重要的作用，钻井是勘探与开发石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。本文着重讲解在钻井过程中螺杆钻具的使用方法。 关键词螺杆钻具使用方法 故障解决 中图分类号：F162 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0336-01 一、螺杆钻具的结构和工作原理 （一）螺杆钻具的结构 螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四大部件组成。 （二）工作原理 螺杆钻具是以钻井液为动力的一种井下动力钻具。泥浆泵泵出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，

2、推动马达的转子绕定子的轴线旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。其性能主要取决于马达的性能参数。 二、螺杆钻具使用时的注意事项 （一）现场使用注意事项 1.根据井眼尺寸和地层硬度合理选择螺杆动力钻具。 2.考虑反扭角时，要注意上部钻具的刚性及装置角与高边的关系。 3.钻进排量要符合生产厂家推荐的数值范围，以免造成螺杆钻具的先期损坏。 4.控制好钻井液的含砂量。钻井液的含砂量高，会加速动力钻具的定子、转子、轴承及万向轴节的磨损，造成钻具提前大修或报废。 5.注意钻井液中不要有铁屑。 6.考虑井下温度不要超过动力钻具允许使用的温度极限（普通定子额定温度为 95-120；耐高温定子额定温

3、度 135-150） 。 7.钻头压降要求控制在钻具性能规范的范围以内，以免造成钻具的轴承严重磨损或烧毁。 8.加钻压时要考虑井斜产生的摩阻力的影响。 （1）可以通过上下活动钻具求出摩擦阻力的大小，指重表显示的钻压再减去摩擦阻力就是实际钻压。 （2）可以通过控制动力钻具压差（压力降）的形式进行钻进。 （二）下钻时注意事项 1.检查旁通阀活塞是否上下活动灵活。 2.检查轴向间隙是否超过标准。 3.接方钻杆试运转。 4.下钻过程中严禁猛冲猛砸，在通过防喷器、套管鞋和裸眼 井段时，注意下钻速度防止突然迂阻而损坏钻具。 5.下钻至到底 12m 时，开泵记录钻具空转泵压。 6.上下大幅度（79m）活动钻

4、具数次，消除钻具扭矩，确保定向准确。 （三）钻进时注意事项 1.离井底 12m 时，开泵启动螺杆钻具。当排量达到正常排量时，纪录立管泵压。 2.慢慢加压钻进，立管压力不断升高，立管压力升高值不能大于螺杆钻具推荐最大压差。如果压力升高太大应提起钻具，待压力恢复后再慢慢加压钻进。钻进过程中注意选择进尺较快的钻压。 3.正确记录使用时间，防止超出螺杆使用寿命。 （四）起钻时注意事项 1.在决定起钻后，不能和涡轮钻具一样压死循环泥浆。 2.起钻过程中严禁转盘卸扣。 3.起出后测量间隙，决定该钻具是否能够继续使用。 4.使用转盘排出钻具内钻井液，旁通阀注入润滑油。 三、螺杆钻具故障判断及解决措施 （一）

5、故障判断 螺杆钻具使用过程中出现下列情况之一，应立即起钻，否则可能导致更严重后果。 1.无进尺或钻速突然变慢。可能原因是螺杆内部传动轴或万向轴折断，旁通阀刺漏；（2）泵压下降。可能原因是旁通阀刺漏，螺杆钻具脱扣或折断；（3）泵压升高。可能原因是传动总成卡死，定子脱胶，钻头水眼堵死。 （二）解决措施 注意细心观察泵压的变化，可以及早发现和判断钻进过程中的井下问题。 1.异常现象：压力表压力突然升高 （1）可能原因：马达失速。 判断及处理方法：把钻具上升 0.3-0.6m，核对循环压力，逐步加钻压，压力表随之逐步升高，均正常，可确认是失速。 （2）可能原因：马达传动轴卡死，钻头水眼被堵。 判断及处

6、理方法：把钻头提离井底，压力表读数仍很高，只能提出钻具检查或更换钻头。 2.异常现象：压力表缓慢增高（不指随钻井深度增加而增大的正常压降） （1）可能原因：钻头水眼被堵。 判断及处理方法：把钻头提离井底，再检查压力，若压力仍高于正常循环压力，试着改善循环流量或上下动钻杆，如无效只能取出修理、更换。 （2）可能原因：钻头磨损。 判断及处理方法：继续工作，细心观察，如仍无进尺，取出更换。 （3）可能原因：地层变化。 判断及处理方法：把钻头稍稍上提，如果压力不循环压力相同，则继续工作。 3.异常现象：压力表压力，缓慢降低 （1）可能原因：循环压力损失变化。 判断及处理方法：检查钻井液流量。 （2）可

7、能原因：钻杆损坏。 判断及处理方法：稍提钻具，压力表读数仍低于循环压力，提出井眼检查。 4.异常现象：没进尺 （1）可能原因：地层变化 判断及处理方法：适当改变钻压和循环流量（注意须在允许范围内） 。（2）可能原因：马达失速 判断及处理方法：压力表读数偏高，钻具提离井底，检查循环压力，从小钻压开始，逐步增大钻压。 （3）可能原因：旁通阀处于开位 判断及处理方法：压力表读数偏低，稍提起钻具，起停钻井泵两次仍无效，则需要提出井眼更换检查旁通阀。 （4）可能原因：内部损坏 判断及处理方法：常伴有压力波动，稍提起钻具，压力波动范围小些，只能取钻具，检查更换。 （5）可能原因：钻头损坏 判断及处理方法：

8、更换新钻头。 （三）旁通阀总成故障 1.现象：1）泵压下降，进尺变慢。2）泵压上升，有时出现憋泵的现象，但是时间不长泵压就开始下降；钻井液含砂量过高或处理泥浆时混入塑料袋等杂质 ，造成阀芯、阀座之间卡死而不能关闭。 2.预防措施：改善泥浆性能，尽量减少含砂量。 （四）马达总成故障 1.现象：1）泵压升高，严重时出现憋泵的现象。2）加压泵压升高或憋泵，有时胶块返出，进尺变慢。 2.发生的原因：1）井下落物造成定子和转子损坏。2）井温超过120、油基泥浆、盐水泥浆会使普通螺杆定子橡胶脆化。3）钻井液中混入气体造成气蚀。 3.预防措施：1）调整好钻井液性能，降低含砂量，减轻对定子橡胶的磨损；2）使用

9、规定的排量和参数钻进，减轻对马达的损坏；3）使用好除气设备，保持钻井泵上水良好，防止气蚀； 4.钻具入井前应进行通井，防止水眼内有异物；5）根据井底温度选择合适的常温或高温螺杆。 （五）传动轴故障 1.现象：钻进中突然无进尺或钻时突然增大。 2.发生的原因：1）复合钻进情况下，螺杆钻具的旋转摆动加剧，瞬间载荷急剧变化；2）非均质地层，螺杆钻具承受的轴向和径向冲击载荷忽大忽小；3）钻压过大，转盘转速过高，超过传动轴总成的安全载荷；4）钻井液排量过大，加剧了对传动轴水眼的冲蚀，造成其承载能力下降；5）间歇式送钻、溜钻、顿钻，使钻具频繁制动，造成传动轴折断。 3.预防措施：合理控制钻压，均匀送钻，不得长时间悬空空转循环，不得压死循环。