定向井工具簡介

定向井常用工具簡介－定向井服務(wù)中心－

海洋鉆井平臺

定向井常用井下工具一、馬達(dá)（PDM）二、扶正器（STB）三、非磁鉆鋌（NMDC）四、懸掛短節(jié)（HOS）五、短非磁鉆鋌（SNMDC）六、浮閥（F/V）七、定向接頭（O/S）八、撓性短節(jié)（F/J）九、震擊器（JAR）十、加重鉆桿（HWDP）十一、短鉆鋌（SDC）十二、彎接頭十三、開窗工具十四、其它定向井工具一、馬達(dá)（1）旁通閥總成（by-passvalveassembly）馬達(dá)總成（motorassembly）萬向軸總成（cardanshaft）傳動軸總成(driveshaftassembly)

馬達(dá)主要組成部分：一、馬達(dá)（2）

馬達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：旁通閥總成馬達(dá)總成萬向軸總成傳動軸總成一、馬達(dá)（3）

馬達(dá)外型結(jié)構(gòu)：

馬達(dá)的工作原理（4）

馬達(dá)是一種螺桿鉆具（SCREWDRILLS），它是以泥漿作為動力的一種井下動力鉆具。馬達(dá)工作原理：泥漿泵產(chǎn)生的高壓泥漿流，經(jīng)旁通閥進(jìn)入馬達(dá)時(shí)，轉(zhuǎn)子在壓力泥漿的驅(qū)動下，繞定子的軸線旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速，通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，來實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)。旁通閥總成---馬達(dá)（5）旁通閥結(jié)構(gòu)及工作原理：

旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個(gè)位置，在起下鉆時(shí)位于旁通位置，下鉆時(shí)勻許環(huán)空的泥漿由旁通閥閥體側(cè)面的閥口孔流向鉆桿內(nèi)孔，起鉆時(shí)使鉆桿內(nèi)孔的泥漿從閥體側(cè)面的閥口流入環(huán)空，減少井臺溢出泥漿，當(dāng)泥漿流量及壓力達(dá)到一定值時(shí)，旁通閥關(guān)閉，泥漿流經(jīng)馬達(dá)，將泥漿能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。馬達(dá)總成-----馬達(dá)（6）馬達(dá)總成的結(jié)構(gòu)及工作原理：馬達(dá)總成由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。定子與轉(zhuǎn)子之間形成若干個(gè)密封腔，在泥漿動力作用下，密封腔不斷的形成與消失，完成能量交換從而推動轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)可形成幾個(gè)密封腔就稱幾級馬達(dá)。萬向軸總成-----馬達(dá)（7）萬向軸總成的結(jié)構(gòu)及工作原理：萬向軸總成未于轉(zhuǎn)子下端，其作用是把馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞到傳動軸上。由于轉(zhuǎn)子作的是偏心運(yùn)動，因此要求萬向軸具有較好的撓性功能，能將偏心運(yùn)動轉(zhuǎn)換成傳動軸的定軸轉(zhuǎn)動。傳動軸總成-----馬達(dá)（8）傳動軸總成的工作原理：傳動軸總成(driveshaftassembly)，它的作用是將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動力（扭矩和轉(zhuǎn)速）傳遞給鉆頭，同時(shí)承受鉆壓所產(chǎn)生的軸向和徑向負(fù)荷。常用馬達(dá)廠家：NADRILL、BAKER、立林、大港、德州

馬達(dá)操作注意事項(xiàng)（9）

泥漿馬達(dá)操作參數(shù)及注意事項(xiàng)工作壓力循環(huán)壓力工作壓差馬達(dá)井口試驗(yàn)應(yīng)注意的問題不同馬達(dá)所允許的軸向間隙馬達(dá)使用結(jié)束后應(yīng)注意的問題馬達(dá)到達(dá)井場后先要作什么

二、扶正器（1）扶正器的分類扶正器的作用扶正器的形狀使用扶正器的一些技巧二、螺旋扶正器結(jié)構(gòu)（2）

二、扶正器（3）扶正器作用

在現(xiàn)場作業(yè)中，無論是在轉(zhuǎn)盤鉆具組合中，還是在導(dǎo)向鉆具中，扶正器都具有很大的作用。在增斜鉆具組合和降斜鉆具組合中，扶正器起支點(diǎn)作用，通過改變扶正器在下部鉆具組合中的位置，可改變下部鉆具組合的受力狀態(tài)，從而進(jìn)行增斜、穩(wěn)斜或者降斜來達(dá)到控制井眼軌跡的目的,還可以增加下部鉆具組合的剛性，修整井眼，防止粘卡等。

二、轉(zhuǎn)盤扶正器組合（4）

此類工具不能用于改變井眼方位，僅能在已有一定斜度的井眼內(nèi)改變井斜，即進(jìn)行增斜、降斜或穩(wěn)斜。此類工具是在轉(zhuǎn)盤鉆的基礎(chǔ)上，利用靠近鉆頭的鉆鋌部分，巧妙地使用扶正器，得到各種性能的組合。20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外對扶正器鉆具組合的研究逐步深入。運(yùn)用數(shù)學(xué)、力學(xué)和計(jì)算機(jī)工具，出現(xiàn)了微分方程法、有限元法、縱橫連續(xù)梁法、加權(quán)余量法等等方法，且都需要使用較復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序。在沒有計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算在情況下，可使用現(xiàn)場常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合有三種：增斜組合穩(wěn)斜組合降斜組合

二、轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合（5）類型L1L2L3強(qiáng)增斜組合1.0～1.8--------------中增斜組合1.0～1.818.0～27.0-------弱增斜組合1.0～1.89.0～18.09.0按增斜能力分為強(qiáng)、中、弱三種。使用中要注意：

1.鉆壓越大，增斜能力越大；

2.L1越長，增斜能力越?。?/p>

3.近鉆頭扶正器直徑減小，增斜能力也減小。

4.注意保持低轉(zhuǎn)速。

二、轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜鉆具組合（6）類型L1L2L3L4L5強(qiáng)穩(wěn)斜組合0.8～1.24.5～6.09.09.09.0中穩(wěn)斜組合1.0～1.83.0～6.09.0～18.09.0～27.0-----弱穩(wěn)斜組合1.0～1.84.59.0----------按穩(wěn)斜能力分為強(qiáng)、中、弱三種。在使用中要注意保持正常鉆壓和較高轉(zhuǎn)速。若需要更強(qiáng)的穩(wěn)斜組合，可使用雙扶正器串聯(lián)起來作為近鉆頭扶正器。

二、轉(zhuǎn)盤降斜鉆具組合（7）

類型

L1

L2強(qiáng)降斜組合

9.0～27.0

-------弱降斜組合

0.8

18.0～27.0按降斜能力分為強(qiáng)、弱兩種。使用中要注意：保持小鉆壓和較低轉(zhuǎn)速對于強(qiáng)降斜組合來說，L1越長則降斜能力越強(qiáng)，但不得與井壁有新的接觸點(diǎn)。

二、扶正器（8）

盡可能多的使用轉(zhuǎn)盤扶正器鉆具組合來進(jìn)行軌跡控制。所以在造斜段結(jié)束之后，一般都換用轉(zhuǎn)盤鉆繼續(xù)增斜，并在需要穩(wěn)斜和降斜的時(shí)候，仍然使用轉(zhuǎn)盤鉆來完成。只有在下列兩種情況下，才使用動力鉆具進(jìn)行控制：(1)．使用轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合已難以完成增斜或降斜要求時(shí)，改用動力鉆具造斜工具進(jìn)行強(qiáng)力增斜或降斜；(2)．轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合不能控制方位，而且在鉆進(jìn)中常常出現(xiàn)方位偏差。當(dāng)井眼方位有較大偏差，有可能造成脫靶時(shí)，必須使用動力鉆具造斜工具來完成扭方位。

三、非磁鉆鋌（1）非磁鉆鋌作用在使用MWD或者電子多點(diǎn)測斜儀等儀器時(shí)，在鉆具組合中使用非磁鉆鋌可以有效防止由于鉆具所帶來的磁干擾，使測量結(jié)果準(zhǔn)確有效。

三、非磁鉆鋌（2）

8"非磁鉆鋌：扣型：631*630外徑：8"

（203.2mm）內(nèi)徑：3-1/4"

（82.55mm）6-1/2"非磁鉆鋌：扣型：411*410外徑：165.1mm

內(nèi)徑：3-1/4"

或2-13/16"

（71.4mm）三、非磁鉆鋌（3）四、懸掛短節(jié)懸掛短節(jié)作用

將MWD儀器坐在其中，為MWD提供一個(gè)安全穩(wěn)定的測量環(huán)境。懸掛短節(jié)外壁上有一高邊刻度線，其作用是校正馬達(dá)高邊及量MWD到馬達(dá)OFFSET值。內(nèi)壁有一凸出的鍵，為MWD座封時(shí)使用。在不使用MWD時(shí)，一定要注意先甩掉懸掛短節(jié)，以避免排量過大沖掉該鍵，造成井下事故。

五、短非磁鉆鋌短非磁鉆鋌的作用：與非磁鉆鋌的作用類似，只是長度不同。短非磁鉆鋌尺寸、內(nèi)外徑及扣型：

8"短非磁鉆鋌：扣型：631*630外徑：8"

（203.2mm）內(nèi)徑：3-1/4"

（82.55mm）

6-1/2"短非磁鉆鋌：扣型：411*410外徑：165.1mm

內(nèi)徑：3-1/4“

或2-13/16”

（71.4mm）六、浮閥和定向接頭（1）浮閥的作用：

主要作用是防止泥漿倒流損害井下測量工具，以及防止鉆頭水眼被堵。定向接頭的作用：主要作用是為定向儀器（陀螺等）提供一個(gè)穩(wěn)定的座封環(huán)境，便于準(zhǔn)確地知道馬達(dá)等井下工具的方向，保障下部作業(yè)順利進(jìn)行。六、浮閥和定向接頭結(jié)構(gòu)（2）七、震擊器和撓性接頭（1）震擊器的作用：

主要作用是保持鉆頭和鉆柱的工作平衡，在卡鉆時(shí)幫助解卡。

撓性接頭的作用：

主要作用是保護(hù)震擊器，增加震擊時(shí)的彈力。七、震擊器和撓性接頭（2）八、加重鉆桿和鉆桿加重鉆桿的作用：

用在鉆具組合底部來代替鉆鋌加壓，在導(dǎo)向鉆具定向作業(yè)中減少與井壁的接觸面積，減小摩阻力，利于滑動作業(yè)，增加井下安全且有利于定向井參數(shù)的控制。還用作鉆鋌與鉆桿之間的過渡段，以減緩剛度變化。鉆桿的作用：

主要作用為傳遞扭矩和輸送泥漿，并將地面發(fā)出的功率傳遞給鉆頭，并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。九、短鉆鋌短鉆鋌的作用：

其作用可以參看轉(zhuǎn)盤扶正器組合。

十、彎接頭彎接頭的作用：

在動力鉆具和鉆鋌之間的一個(gè)接頭，使該部位形成彎角從而使鉆頭側(cè)向切削，改變井眼方向。其彎角越大，造斜率越大；彎曲點(diǎn)以上鉆柱鋼性越大，造斜率越大；彎曲點(diǎn)至鉆頭的距離越小且重量越小，造斜率越大；鉆進(jìn)速度越小，造斜率越大。十一、配合接頭十二、開窗工具常見開窗工具：斜向器洗錐鍛洗工具

十三、其它定向井工具承托環(huán)配合接頭減震器鍵槽破壞器循環(huán)頭變向器打撈杯

工具扣型識別(1)接頭絲扣規(guī)范及表示方法：我國現(xiàn)場用三位數(shù)字來表示粗扣接頭的類型，如411，420，630等。第一位數(shù)字表示工具絲扣的直徑，以英寸為單位，用2、3、4、5、6分別表示2-7/8“（73mm）、3-1/2”（89mm）、4-1/2“（114mm）、5-1/2”（140mm）、6-5/8“（168mm）工具的名義尺寸；第二位數(shù)字表示接頭類型，用1、2、3三個(gè)數(shù)字分別內(nèi)平、貫眼、正規(guī)三種類型；第三位數(shù)字用1和0分別表示公扣和母扣。例如：411表示4-1/2"的鉆桿，內(nèi)平式的公接頭。工具扣型識別(2)鉆桿接頭的類型：1）內(nèi)平接頭（IF）：實(shí)用于外加厚及內(nèi)外加厚鉆桿，其接頭內(nèi)徑鉆桿加厚部分內(nèi)徑和鉆桿本體內(nèi)徑相等或相近。泥漿流過該類型接頭時(shí)，流動阻力小，有利于水功率的利用。但該類接頭強(qiáng)度低，易于磨損。工具扣型識別(3)2）貫眼接頭（FH）：適用于內(nèi)外加厚及內(nèi)加厚鉆桿。接頭內(nèi)徑等于鉆桿加厚部分內(nèi)徑，但小于鉆桿本體內(nèi)徑。泥漿流過時(shí)，流動阻力大于內(nèi)平式接頭，但強(qiáng)度大于內(nèi)平式接頭。3）正規(guī)接頭（REG）：適用于內(nèi)加厚鉆桿，正規(guī)式接頭內(nèi)徑小于鉆桿加厚部分內(nèi)徑，鉆桿加厚部分內(nèi)徑又小于鉆桿本體內(nèi)徑，因此該類型連接的鉆桿有三種不同的內(nèi)徑，并且公接頭內(nèi)徑比母接頭內(nèi)徑還小。泥漿流過時(shí)阻力大。但該類接頭外徑小，耐磨損，強(qiáng)度大，常用某些打撈工具和水龍頭下部保護(hù)接頭等的連接處。工具扣型識別(4)接頭類型的識別：

在鉆井中，正確地選配和連接鉆具是一項(xiàng)很重要的工作，若將接頭配錯，就會引起鉆具事故。在實(shí)際工作中如何識別不同尺寸不同類型的接頭呢？1）、先看接頭本體上有無標(biāo)記槽。在標(biāo)記槽內(nèi)用鋼字碼打有“420”、“631”等字樣，以識別接頭扣型所用。接頭一般無標(biāo)記槽，但有時(shí)也大有尺寸類型代碼。2）、用特別的接頭尺，在測定時(shí)通過接頭尺，可以直接讀出接頭的尺寸和類型。3）、公扣接頭用外卡量公扣的大小端直徑，母扣接頭用卡量母扣鏜孔直徑，然后將測得數(shù)據(jù)查表可得出接頭死扣的尺寸和類型。另外還可觀察粗扣的扣尖寬度和錐度的大小來識別接頭的尺寸和類型。工具扣型識別API與日本扣型識別扣型轉(zhuǎn)換NC26=23/8"IFNC31=27/8"IFNC38=31/2"IFNC40=4"FHNC46=4"IF

NC50=41/2"IF各種工具的抗拉、抗扭極限常用工具的上扣扭矩常用工具上扣扭矩常用工具上扣扭矩121/4"井眼的

底部鉆具組合1、造斜鉆具：121/4”BIT+91/2“MOTOR+1.5“Bentsub+Orientationsub+8”NMDC1+5”HWDP2、轉(zhuǎn)盤增斜：121/4”BIT+121/4”STB+8”NMDC1+8”DC2+121/