螺杆钻具在修井作业当中的应用

刘敬党

摘 要：在修井作业当中，螺杆钻具目前使用还不被修井人员所认可，而在钻井、侧钻当中使用已经非常广泛，经过认真的研究和探讨实践发现，总结了螺杆钻具的操作一些具体要求，螺杆钻具以它独特的性能优势，在修井作业当中定会发挥出举足轻重的作用，完全能弥补小修作业设备不能完成大修工作的欠缺因素，并且能够达到安全、环保，可避免井下各种事故的发生。供修井作业技术人员借鉴参考。

关键词：修井；螺杆钻；使用

一，前言

目前在修井作业当中，除了在磨灰、磨树脂以外，螺杆钻具使用非常少，有的磨灰和磨树脂的工作都不能较好的完成，还要重新上动力设备和钻杆去磨，这样不但增加了劳动时间，而且还大大的浪费了生产成本，因此，能清醒的了解螺杆钻具，让它在井下作业生产中，发挥它的举足轻重的作用非常必要。

使用5LZ-120×7Y直螺杆在处理沈18-22井磨铣井下套变中，工作平稳，进尺较快，使用效果非常好，完全可弥补小修设备不能完成大修工作的欠缺因素，并且能发挥出它独具的性能优势。

二，螺杆钻具的基本结构原理

螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，由旁通阀、马达、TC轴承、推力轴承、万向轴、传动轴和防掉装置等组成，当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中转动（定子和转子组成了马达），马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头及磨铣工具上，达到旋转磨铣钻进的目的。

三，螺杆钻具的规格

主要规格目前国内有11种（按外径分为Ф73、Ф89、Ф95、Ф102、Ф120、Ф165、Ф172、Ф197、Ф203、Ф215、Ф244）；各种规格均有直体、单弯、同向双弯、异向双弯、井口可调角度等结构形式，各种规格主要技术参数都与各自的结构、泵压、排量、钻压、井温、工作时间、地层性质等因素有关。

四，螺杆钻具操作时应注意的问题

1，对修井液的要求

螺杆钻具的马达为容积式，马达的输入流量和作用于两端的压力降差决定了钻具的基本性能。修井液的物理、化学性能除个别有损钻具寿命外，一般不影响钻具性能，但修井液所含的各种硬颗粒必须予以限制，因为它会加速轴承、马达的磨损而降低钻具的使用寿命，因此固相含砂量不超过1%，最好地面加装过滤装置。

2，使用钻头及磨铣工具的选择

钻头及磨铣工具与钻具是否匹配是螺杆钻具能否成功发挥作用的因素之一，选择时应注意以下问题：

（1） 针对地层和落物选择合理的刃部结构；

（2） 修井液流通通道的结构；

（3） 预先计划的机械钻速；

（4） 使用该钻头及磨铣工具、钻具运转的时间估算；

（5） 钻头及磨铣工具水眼压降的设计；

3，对修井液流量、压力与钻压的要求

螺杆钻具的输出转速与输入修井液流量成正比。因此地面循环系统必须达到一定的排量。

4，预先进行必要的水力估算

五，螺杆钻具的特点

螺杆钻具作为井底动力装置，具有中转速、大扭矩、大排量等许多优点：

1.减少了钻杆和套管的磨损和损坏。

在钻井及修井磨钻过程中，长期的与套管磨擦，会导致钻杆接箍部位及套管的损伤，严重时产生钻具断脱，套管破漏。

2.可避免井下各类事故的发生。

在钻井过程中避免钻杆与井壁之间产生的磨擦，容易造成井壁坍塌或产生键槽卡钻等；在侧钻井及水平井中可避免钻杆在开窗部位产生硬伤，产生应力集中，导致钻具断脱问题。

3.保持钻具的稳定性，保护井下钻具。

在修井作业中，在井下钻具施加鉆压后，上部钻杆受拉力作用，下部钻杆受压力作用，因此下部钻杆产生弯曲形变，在上部旋转动力作用下，底部钻磨工具会产生轴向和径向冲击载荷，从而使钻磨工具加速损坏，而螺杆钻具使用，可杜绝此类问题发生，有效的保证井下钻磨工具平稳钻进，尤其是在修井磨钻过程中，效果更佳，可节约大量的成本消耗，包括起下钻的各种消耗及磨铣工具的消耗。

4.有效的节约设备磨损及柴油消耗。

使用原车做动力设备进行钻进，会增加不必要的设备磨损和柴油消耗，以及不必要的人员意外伤害；采用底部螺杆钻进则减少这些不必要的消耗及意外伤害，直接用循环系统作为动力源形成单一动力源，减少了设备柴油损耗。

5.工作范围广，局限性小。

采用450以上大修设备修井时，有时会增加很多必要因素，如果因为井场布局狭小，或丛式井中施工会停止周围油井的生产，搬抽、倒抽，因此具有一定的局限性。而采用螺杆钻具完全可以满足这些因素的影响；另外在水平井施工中，如采用其他形式的旋转设备会导致钻杆及套管的损坏等，因此螺杆钻施工工作范围较广。

6，井口封井措施得当，选用管材灵活。

当施工井出现复杂措施后，完全能采用原井使用的管材，不需要上钻杆，可以达到施工灵活，不受局限，并且封井措施较好，不需要其他复杂封井设备，节约大量生产成本。

7.小修设备完成大修工作量。

井下作业中，小修与大修唯一的区别在于小修没有旋转设备，满足不了大修施工的旋转要求。而采用螺杆钻具后，小修设备完全能够完成大修工作量，而且机动灵活，安全可靠，并能取得较大的经济效益。

六，结论

多年来，螺杆钻具在钻井、侧钻当中的不断采用，已经逐步应用到修井行业当中，在辽河油田较多现场的实验中已经证实，这种工具的使用效果和它独具的优势：

1，节能效果明显。

2，安全性能好。

3，小修设备满足大修工作量。

4，减少工具损耗。

5，避免不必要的井下事故。

6，工作范围广。

参考文献：

[1]、《钻井工具手册》， 北京：石油工业出版社， 时间：1999.12， 主编：杜晓瑞，王桂文等。

p：291页， 螺杆钻具。