北京石油机械厂螺杆钻具使用说明书-最新

1、螺杆钻具使 用 手 册2007.12目目 录录1.概述概述.12.产品型号说明产品型号说明.23.结构与工作原理结构与工作原理.33.1.旁通阀总成.43.2.马达总成.43.3.万向轴总成.53.4.传动轴总成.54.4.导向螺杆钻具的主要结构导向螺杆钻具的主要结构.54.1.弯角形式.54.2.可调弯壳体.64.3.稳定器结构.74.4.可换稳定器.85.螺杆钻具的使用螺杆钻具的使用.85.1.工作条件与技术参数.85.2.地面准备.115.3.下钻.125.4.开动钻具.125.5.起钻.126.6.导向螺杆钻具的使用导向螺杆钻具的使用.136.1.导向螺杆钻具的造斜率.136.2.进尺

2、问题.136.3.憋泵问题.146.4.气体或泡沫钻井.146.5.复合钻进.157.维护与保养维护与保养.158.常见故障及其排除方法常见故障及其排除方法.169.9.吊运和保管吊运和保管.1610.定货须知定货须知.1711.常用螺杆钻具型号常用螺杆钻具型号.1811.1.多头螺杆钻具.1811.2.单头螺杆钻具.1811.3.空气或泡沫螺杆钻具.1912.常用螺杆钻具技术参数及性能曲线常用螺杆钻具技术参数及性能曲线.1913.常用螺杆钻具打捞参数常用螺杆钻具打捞参数.67BPMF 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册 -0-1. 概述概述螺杆钻具是为定向井、水平井等钻井作业提

3、供井下动力的钻井工具。它可以与牙轮钻头、金刚石钻头以及其他特殊钻头配合使用，进行直井、定向井和水平井钻井作业。二十世纪八十年代以来，我厂先后成功引进美国 Dyna Drill 的 D500、D1000和 F2000 三个系列螺杆钻具的先进技术。经过二十几年的消化和吸收，并结合我国国情，我厂紧密与各油田钻井公司和科研院所合作，设计制造了多种型号的常规螺杆钻具、导向螺杆钻具以及用于欠平衡钻井的空气（泡沫）螺杆钻具，产品的技术参数和结构满足石油钻井的不同需求，不仅在国内市场建立了良好的声誉，在海外尤其是北美也获得了广泛的认可。我们愿意凭借 ISO9001 质量保证体系的有效运行，为顾客提供高质量的产

4、品。同时，我们也会根据顾客的意见和建议，对产品进行不断地改进，按顾客要求设计和制造特殊规格型号、特殊技术参数、或者特殊结构的螺杆钻具。本厂螺杆钻具产品的设计、制造和验收依据石油行业标准 SY/T 53831999。2. 产品型号说明产品型号说明螺杆钻具产品的型号表示说明如下：C 5 LZ 172 7.0 D W F G 其中各代号意义如下：马达形式：C：长马达D：短马达K：空气或泡沫马达省略：常规马达转子头数（5 头）产品代号（LZ）钻具规格（直径，172mm）允许使用的最大钻头水眼压降（7.0 MPa）产品改进次数（、）导向螺杆钻具的弯角形式：D：单弯（弯接头或弯壳体）P：大偏移距同向双弯（

5、弯接头+弯壳体）BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-1-T：同向双弯S：异向双弯（DTU）K：可调弯壳体省略：直钻具稳定器(W：带稳定器；省略：不带稳定器)转子中空分流(F：中空；省略：非中空)耐温特性(G：耐温 150；省略：120)BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-2-3. 结构与工作原理结构与工作原理螺杆钻具是一种以钻井液（或压缩气体）为动力源的井下动力钻具，是一种容积式马达。地表泥浆泵泵出的钻井液或压缩机泵出的压缩气体经过钻柱进入螺杆钻具的马达，在马达的两端形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。常

6、规螺杆钻具包括以下组件（或功能）：1）旁通阀总成（空气/泡沫螺杆钻具除外）；2）马达总成（转子和定子）；3）万向轴总成（轴体和直壳体）；4）传动轴总成（不带稳定器）；5）上、下连接螺纹为 API REG 内螺纹。导向螺杆钻具还可以包括以下组件（或功能），需要在定货时特殊说明：1)定向接头（可以指定用于各种型号规格的测斜仪器）；2)弯接头（可以指定在旁通阀上部或下部）；3)特殊马达（中空、加长或气体/泡沫及耐特殊介质等，或者特殊技术参数）；4)万向轴固定弯壳体（03间的固定角度）；5)万向轴地面可调弯壳体（部分型号有）；6)传动轴稳定器形式（直条、螺旋或对称、非对称等形式）；7)可换式稳定器（部

7、分型号有）；8)特殊连接螺纹。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-3-3.1.3.1. 旁通阀总成旁通阀总成旁通阀总成由阀芯、阀套、弹簧、阀口等零件组成。阀芯有两个位置：旁通位和关闭位。旁通阀的开启与关闭由钻井液控制。在起下钻作业过程中，泥浆泵停泵或流量较小时，旁通阀会自动开启，将钻柱内孔与环空连通。起钻时，钻柱内的泥浆经阀口流入环空，不会溢于井台上。下钻时，环空内的泥浆经阀口进入钻柱，减少钻柱内外的压力差。正常钻进时，旁通阀会自动关闭。此时泥浆流经马达，把压力能转换为机械能。3.2.3.2. 马达总成马达总成螺杆钻具的马达由定子和转子两个零件组成。定子是在钢管内壁上压注

8、并粘结牢固的橡胶衬套。橡胶内孔具有螺旋面的形状。转子是一根经过机械加工并经高硬度表面处理的螺杆。转子和定子具有特殊的啮合关系。这些啮合点沿轴向形成螺旋密封线，形成一个个密封空腔。当压力液（泥浆）进入这些密封腔，并从马达的一端流到另一端时，推动转子在定子中转动时，将液压能转换为机械能。螺杆钻具的转子和定子总是具有不同的头数。一般来说，转子头数为 1 的马达（单头马达）转速高、扭矩小，而转子头数大于 1 的马达（多头马达）转速低、扭矩大。为了增加马达的流量而又避免转速的升得过高，有的螺杆钻具的转子被做成中空形式，并在转子上安装喷嘴，使马达具有中空分流。这种结构的优点是可以增加螺杆钻具的流量，缺点是

9、会使马达特性变软，即钻头的转速将随着钻压的增加而减小（非线性），用户在选用和操作时，应当特别注意。螺杆钻具的马达可以具有不同的长度（不同级数），以满足不同的使用要求。例如，加长马达具有很大的输出扭矩和功率，可以满足在长阀 体阀 芯阀 口弹 簧阀 套阀关闭阀旁通压 帽喷 嘴水眼座BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-4-直井段快速钻进的需要；短马达则使螺杆钻具整机的长度缩短，可以满足较高造斜率的要求。3.3.3.3. 万向轴总成万向轴总成万向轴上端连接马达的转子、下端连接传动轴，其作用是将做行星运动的转子和做定轴转动的传动轴连接起来，把马达的输出扭矩及转速通过传动轴传递到钻头

10、。3.4.3.4. 传动轴总成传动轴总成传动轴的功能是将马达的扭矩和转速传给钻头，同时要承受钻进时地层作用于钻头的轴向力和径向力，因此，其主要结构是一组轴承。我厂螺杆钻具的传动轴总成有泥浆润滑和油密封等不同的结构形式。常规螺杆钻具的传动轴总成，上下径向轴承为硬质合金轴承（TC轴承），中间装有一组角接触推力球轴承，具有较高的承载能力。密封式传动轴的结构与上述结构相似，由于优化了内部结构设计，并且使轴承组在油密封条件下工作，使承载能力和使用时间进一步提高，适用于长井段连续钻进。4.4. 导向螺杆钻具导向螺杆钻具的主要结构的主要结构导向螺杆钻具（弯螺杆钻具）是我厂为大斜度定向井以及水平井钻井而设计、

11、制造的井下动力钻具，通常指配有不同弯壳体和稳定器的螺杆钻具。导向螺杆钻具用于配合牙轮钻头或金刚石钻头，以及弯接头、无磁钻铤、稳定器和测量系统等组成不同的钻具组合，用于大斜率井的造斜、稳斜和水平井段的钻井作业。4.1.4.1. 弯角弯角形式形式导向螺杆钻具通常具有以下弯角形式：1) 单弯（弯接头）螺杆钻具的上部带有弯接头，弯接头由用户自备或由厂家根据用户要求提供。弯接头可以安装在旁通阀上部或者旁通阀与定子之间。2) 单弯（弯壳体）万向轴壳体为单弯壳体，弯点的位置可以按用户要求设置在弯壳体的上部或者下部。对于同样的角度，下部弯点的偏移距小，造斜率高。 顾客没有特殊要求时，弯点设置在弯壳体的上部顾客

12、没有特殊要求时，弯点设置在弯壳体的上部。3) 同向双弯万向轴壳体上具有两个方向相同的共面弯角。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-5-4) 异向双弯(DTU)万向轴壳体具有方向相反的两个共面角度，通常下部弯角的度数是上部弯角度数的两倍。这种结构具有弯角大而偏移距小的特点，造斜率高。5) 大偏移距同向双弯螺杆钻具上部为弯接头，万向轴壳体为单弯壳体，两角度同向共面。我厂弯螺杆钻具在弯点处有标记槽和刻线，标记槽内标示出弯点的角度数值，刻线表示弯角方向（高边），供用户现场识别。4.2.4.2. 可调弯壳体可调弯壳体我厂部分型号导向螺杆钻具可以选配地面可调角度弯壳体（单弯壳体），方

13、便顾客根据钻井需要在现场改变弯壳体角度，具有较大的灵活性。可调弯壳体的角度调整范围为 03，分级调整，壳体上的刻线同时指示角度和高边。可调弯壳体结构示意图可调弯壳体结构示意图 可调弯壳体角度调整步骤可调弯壳体角度调整步骤2.5?2.75?2?1.25?1.5?1.75?2?2.25?角度标记角度标记工具面工具面标记槽标记槽上接头上接头下接头下接头中筒体中筒体松扣调角度紧扣2.5?2.75?2 ?1.25?1.5?1.75?2?2.25?2.5?2.75?2 ?1.25?1.5?1.75?2?2.25?2.5?2.75?2 ?1.25?1.5?1.75?2?2.25?2.5?2.75?2 ?1.

14、25?1.5?1.75?2?2.25?BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-6-螺旋稳定器 直条稳定器 直条稳定器球形稳定器 直条非对称稳定器 直条非对称稳定器 注意：可调弯壳体上扣扭矩请精确参照下表。可调弯壳体上扣扭矩螺杆钻具型号 外径 mm(inch)上扣扭矩 Nm(ft.lbs)95mm (3 3/4inch)100mm (3 7/8inch)3500Nm (2580ft.lbs)120mm (4 3/4inch)127mm (5 inch)85009300Nm (62706860ft.lbs)165mm (6 1/2inch)172mm (6 3/4inch)305

15、00Nm (22500ft.lbs)197mm (7 3/4inch)203mm (8inch)40650Nm(30000ft.lbs)216mm (8 1/2inch)244mm (9 5/8inch)61000Nm (45000ft.lbs)4.3.4.3. 稳定器结构稳定器结构导向螺杆钻具与常规螺杆钻具的另一个不同之处在于导向螺杆钻具的传动轴壳体上带有不同形式的稳定器。常用的稳定器形式包括：螺旋稳定器（三翼片、五翼片等）；对称直条稳定器（五翼片均布）；非对称直条稳定器； 贴片稳定器； 稳定器的形式和外径尺寸对造斜或稳斜的效果影响较大，用户在选用导向螺杆钻具时，应对此予以重视。BPM 北京

16、石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-7-4.4.4.4. 可换稳定器可换稳定器为了满足钻井使用要求，有些规格的产品可以配备可换稳定器，顾客可以在井场根据钻井情况随时更换适宜的稳定器5. 螺杆钻具的使用螺杆钻具的使用5.1.5.1. 工作条件与技术参数工作条件与技术参数螺杆钻具的使用效果和使用时间，与螺杆钻具的选型、现场工况以及操作人员的使用密切相关。因此，操作人员有必要了解以下有关事项。5.1.15.1.1钻井液钻井液本厂螺杆钻具主要适用于以水基泥浆或油基泥浆为工作介质的石油钻（修）井作业。为了提高一次下井连续工作时间（MTBF），应当对钻井液进行有效的分离净化，使其具有尽可能低的固

17、相含量。一般要求泥浆密度不大于 1.25，泥浆含砂量不大于 0.5%。泥浆中固相含量过高，或者含有大量芳香烃类轻质组分，会影响马达的使用时间。泥浆的 PH 值最好在 810.5 之间，PH 值过低会对螺杆钻具的零件产生破坏作用，缩短螺杆钻具的使用寿命。5.1.25.1.2井底温度井底温度BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-8-螺杆钻具产品的马达定子内有橡胶衬套，由于橡胶材料对温度比较敏感，所以井底温度是影响螺杆钻具使用效果的重要因素，在选用螺杆钻具时应该对井底温度予以足够的重视。北京石油机械厂螺杆钻具产品按其适用的工作温度分为常规螺杆钻具和耐高温螺杆钻具两种型式，二者的区

18、别除定子橡胶配方有所不同外，在马达定、转子过盈的控制上也有区别。常规马达适用于一般的井底温度，如果井底温度过高就会造成其定子橡胶的过量膨胀，致使定、转子过盈超过正常水平，从而会加剧马达磨损，缩短钻具使用寿命，同时对工作可靠性也会产生严重影响。耐高温马达的情况则正好相反，在较高的井底温度下使用时，耐高温马达的定、转子过盈量会控制在正常的水平，如果工作温度偏低，就会造成定子橡胶过量的收缩，定、转子过盈达不到规定要求，也会影响马达的使用性能。温度对定子橡胶影响示意图总之，常规螺杆钻具不适合在过高的井底温度下使用，耐高温螺杆钻具也不适合在较低的井底温度下使用。所以建议客户在选择螺杆钻具型式前最好清楚具

19、体的井底温度，根据井底温度决定选用常规螺杆钻具或者耐高温螺杆钻具。我厂常规螺杆钻具产品的最高工作温度为 120。当需要在井底温度（非循环温度）高于高于 120的条件下使用时的条件下使用时，请与工厂联系，我厂可以提供高性能的高温螺杆钻具，以满足深井、高温井中使用螺杆钻具钻井的需求。5.1.35.1.3马达流量马达流量螺杆钻具工作时，钻头的转速与通过马达的输入流量成正比。流量过大，将导致转速过高，必将减少钻具连续使用的时间。流量较小时，转速随之下降，输出功率不够；一旦流量低于推荐流量下限值的一旦流量低于推荐流量下限值的 85%时，旁通阀将无法关闭，马达时，旁通阀将无法关闭，马达不工作。因此，需要将

20、钻井泵的流量控制在一定范围内。不工作。因此，需要将钻井泵的流量控制在一定范围内。如果需要增加泥浆循环，可以使用中空转子螺杆钻具，使一部分泥浆通过转子的通孔分流，从而使流量增加。需要注意的是，如果使用了中空转子螺杆钻具，必须保证钻井泵的流量符合规定要求，并与中空转子所装水眼相匹配。如果流量偏低，将导致马达输出扭矩严重下降。用户应当根据规定的马达流量以及钻井作业的要求，调整钻井泵的参数（缸径、冲数等）。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-9-5.1.45.1.4马达压降马达压降螺杆钻具的马达将钻井液（或压缩气体）的压能转换为钻头旋转的机械能。马达两端有足够的压降，才能产生所需

21、要的输出扭矩。马达两端有足够的压降，才能产生所需要的输出扭矩。泵压（注入压力）太低或钻柱循环阻力太大，不能保证马达工作所需要的马达压降，螺杆钻具不会正常工作。泵压足够时，马达压降随着所施加的钻压加大泵压足够时，马达压降随着所施加的钻压加大而升高，而升高， 当钻压进一步加大时，马达压降也急剧增加当钻压进一步加大时，马达压降也急剧增加。由于马达本身结构的限制，马达压降达到一定程度后，破坏了定转子间密封空腔的密封能力，马达被马达压降达到一定程度后，破坏了定转子间密封空腔的密封能力，马达被“击穿击穿”，转速急剧下降甚至停车，地面可以观察到泵压升高，进尺减小或没有，转速急剧下降甚至停车，地面可以观察到泵

22、压升高，进尺减小或没有进尺。这种现象即为螺杆钻具在井下工作经常出现的马达失速进尺。这种现象即为螺杆钻具在井下工作经常出现的马达失速。失速现象在螺杆钻具使用过程中是不允许发生的。遇有这种情况必须及时提起钻具以减小钻压，如果地面压力表读数恢复正常，则可确认是钻压过大引起失速。处理后如无异常，可以继续钻进。导致失速的压力降约为规定的马达压降的 1.52 倍。如果没达到上述压力而轻易失速时，应当考虑定转子已磨损严重，需要更换钻具。5.1.55.1.5扭矩扭矩螺杆钻具在井下工作时，随着钻压(WOB)的增加，螺杆钻具的马达压降逐渐升高，输出扭矩逐渐增加。因此，螺杆钻具工作时的实际输出扭矩，取决于钻压螺杆钻

23、具工作时的实际输出扭矩，取决于钻压的大小。的大小。为了获得正常的工作扭矩，可以通过同时观察指重表和泵压表，在允许的范围内逐渐增加钻压，使马达压降相应增加到额定值。5.1.65.1.6钻压钻压螺杆钻具在井下工作，应施加足够的钻压，才能为钻头破岩提供足够的扭矩。所施加钻压的大小，可以通过观察指重表上悬重的变化和立管压力表上马达压降的变化来确定。应当通过逐渐增加钻压使马达压降达到规定的数值，从而使马达最大限度地提供输出扭矩。同时，应当控制钻压不能超过规定的钻压，以免导致传动轴轴承的损坏，或者马达压降过高而滞动。5.1.75.1.7钻头水眼压降钻头水眼压降与螺杆钻具配合使用的钻头通常装有喷嘴，钻头喷嘴

24、的水眼压降会在螺杆钻钻头喷嘴的水眼压降会在螺杆钻具传动轴轴承的两端造成压力差。具传动轴轴承的两端造成压力差。我厂常规螺杆钻具的传动轴轴承组靠泥浆润滑和冷却，钻头水眼压降使一部分泥浆从轴承组的间隙分流，使轴承得到润滑和冷却。钻头水眼压降不够，则分流量不够，对轴承工作不利。钻头水眼压降过高，分流量太大，会使轴承受到冲BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-10-蚀。操作人员应当为钻头选择适当的喷嘴，使钻头水眼压降保持在使钻头水眼压降保持在 1.87.0MPa。我厂部分型号螺杆钻具的传动轴采用密封结构，工作时不需要泥浆流过轴承组进行冷却和润滑。钻头水眼压降较大时，密封机构两端压差较

25、大，不利于密封机构的长期工作。因此，使用具有密封传动轴的螺杆钻具，应当在满足钻井需要的情况下，尽量选用较大的喷嘴尽量选用较大的喷嘴( (甚至不使用喷嘴甚至不使用喷嘴) )，以降低钻头水眼压降，以降低钻头水眼压降。5.2.5.2. 地面准备地面准备螺杆钻具下井使用之前，应当进行细致的检查，确保下井后能正常工作，避免不必要的起下钻和由此造成的损失。5.2.15.2.1检查螺杆钻具检查螺杆钻具下井前应确认其为新螺杆钻具或使用后经过正常维修的螺杆钻具。使用过的螺杆钻具，如果未经拆检和维护保养，可能蕴藏极大的事故隐患，给钻井作业带来不必要的损失。如果确实需要旧的螺杆钻具再次下井，应仔细检查螺纹部位是应仔

26、细检查螺纹部位是否有松动的迹象，以及壳体是否有影响安全的腐蚀或划伤。否有松动的迹象，以及壳体是否有影响安全的腐蚀或划伤。新螺杆钻具壳体螺纹在出厂时均已旋紧并涂以锁紧剂，在钻台上不得擅自旋动任何螺纹部位。5.2.25.2.2安装钻头安装钻头要用钻头装卸器安装钻头，应当用链钳转动螺杆钻具传动轴的轴头，而且只能反时针旋转(俯视时旋向)，以防止内部螺纹松扣。5.2.35.2.3检查旁通阀的开启和关闭检查旁通阀的开启和关闭吊起提升短节，把螺杆钻具放入转盘中，把旁通阀置于转盘以上容易观察的位置。用卡瓦卡牢螺杆钻具，卸去提升短节。用锤把或木棒压下旁通阀的阀芯，同时向旁通阀注满水，此时旁通阀的阀口应不漏水。然

27、后撤走木棒，阀芯应被弹簧弹起复位，所注的水应从侧面各孔均匀流出，即可认为正常。5.2.45.2.4试运转试运转接方钻杆，用方钻杆将螺杆钻具下到转盘以下，使旁通阀处于转盘以下便于观察的位置。开动泥浆泵进行钻井液（或高压气源）循环，确认旁通阀关闭后，缓慢上提螺杆钻具，观察钻头是否转动。此时旁通阀处于“关闭”位置，不应有钻井液从旁通孔流出。操作过程中应避免钻头与井口防喷器、井口管线的接触。确认钻头正常旋转后，下放钻具使旁通阀位于转盘以下，停泵，观察旁通阀是否再次打开，使泥浆从旁通阀孔排出。泵未完全停止以前，不要把旁通阀提到转盘以上，防止污染井台。试验过程注意观察泵压变化，记录螺杆钻具的启动压力。BP

28、M 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-11-使用全新或搁置时间相对较长的螺杆钻具时，由于部分转子已嵌入定子橡胶中，可能首次启动压力相对较高甚至出现“憋泵”；可用管钳或“猫头” 反时针 (俯视时旋向) 旋转传动轴轴头 13 周后，再重新进行试运转。5.3.5.3. 下钻下钻在连接钻柱的过程中应当注意：当螺杆钻具下入井筒后，不允许开动转盘旋紧钻杆螺纹，以免螺杆钻具在井眼中遭到破坏或松扣。在下放钻柱时要控制下放速度，防止因井眼缩径、碰井底等原因造成螺杆钻具损坏。在卡钻遇阻时，可以开动泥浆泵，慢慢地扩大井眼再通过它。如果是导向螺杆钻具，由于带有弯接头、弯壳体或稳定器，钻头的偏移距较大，

29、因此要周期性地转动钻柱以消除侧钻的影响。在下放钻柱的过程中，井眼中有的井段有阻碍泥浆通过旁通阀的现象，甚至从环空溢出泥浆，此时应暂时停止下钻，等待泥浆通过旁通阀灌满钻柱，再继续下钻。接近井底时，应当缓慢地下放钻柱，防止由于顿钻而损坏螺杆钻具。下钻时，不要把螺杆钻具全部放到井底，更不要把较大的钻柱重量压在螺杆钻具上。如果井底温度较高，应当断续下放钻柱，并开泵循环，降低井底温度。5.4.5.4. 开动钻具开动钻具如果钻头已经位于井底，应首先提起 0.5m 左右（如果上一次提钻前钻井介质流量较小，导致井筒中沉淀钻屑太多，则应相应加大上提距离），使钻头离开井底，然后开动泥浆泵循环，反复多次上提下放钻柱

30、，当立管压力相对稳定后记下立管的压力表读数记为空循环压力。重新轻着井底，并慢慢加钻压，立管压力表压力值升高。这个升高的压力值应小于各型号螺杆钻具规定的马达压降马达压降。换句话说，压力表增大的数值（即马达压降）反映了马达的负荷是否正常，也就是钻压的大小是否合适。钻进过程中，要维持扭矩基本稳定，钻压基本稳定，只要控制立杆压力使其稳定在一定范围内即可，它能使司钻及时了解螺杆钻具在井底的工作情况。5.5.5.5. 起钻起钻起钻时应注意以下事项：螺杆钻具提出井口后，装好钻头装卸器，卡牢钻具外壳，反转钻头(俯视为逆时针)，把马达密封型腔中存留的泥浆从旁通阀排出。将螺杆钻具提出到旁通阀露出转盘，把螺杆钻具卡

31、牢在转盘上，先用清水从旁通阀顶部进行冲洗。然后使用木棒或锤把等将阀芯反复按下、松开多次，使其BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-12-能自由地移动为止。最后拧上提升短节，提出钻具。将螺杆钻具提出转盘，并卸下钻头。螺杆钻具卸下后，应平稳地送下钻台，及时送管具公司或维修站检修。6.6. 导向螺杆钻具导向螺杆钻具的使用的使用导向螺杆钻具的使用，与常规螺杆钻具基本相同。由于导向螺杆钻具具有弯壳体、稳定器等特殊结构，因而使用时需要注意以下问题。6.1.6.1. 导向螺杆钻具的造斜率导向螺杆钻具的造斜率由于导向螺杆钻具可以设计为各种不同的结构形式，用户在使用螺杆钻具时，又往往采用不同

32、形式的钻柱组合，加之不同地层结构的影响，因此，往往难以简单地给出导向螺杆钻具的造斜率指标。仅仅从导向螺杆钻具的结构而言，其造斜率受以下因素的影响：1. 通常情况下，弯角越大，造斜率越高；2. 使用万向轴弯壳体比使用弯接头具有较高的造斜率，弯壳体弯角形式对造斜率影响较大；3. 带有稳定器时有助于提高螺杆钻具的造斜率，稳定器形式不同，对造斜率有一定影响；4. 应当注意检查导向螺杆钻具不同部位的角度之间及其与非对称稳定器的共面。共面误差较大时，对造斜率影响很大，或者使井眼方位难以控制。导向螺杆钻具的造斜率，在钻井作业过程中表现为井斜角的变化或者井眼方位的变化。当感觉造斜率不够时，应当同时注意井眼方位

33、角的变化情况。6.2.6.2. 进尺问题进尺问题钻柱组合不当，或者导向螺杆钻具的弯角形式，稳定器形式、直径尺寸与井眼或地层不匹配，可能导致机械钻速变慢甚至没有进尺。选用导向螺杆钻具时，应当综合考虑造斜与进尺的互相影响。钻进过程中，随着井斜角的增加，如果出现进尺减少的情况，在首先排除钻头磨损等影响因素后；其次检查立管压力表的变化：当钻进到磨砺性地层时钻头保径一经磨损，钻具稳定器与井眼的磨阻越来越大，甚至出现卡钻事故；当井斜角增大到一定数值时，螺杆钻具上的近钻头稳定器下部倒角面与井眼裸层间发生自锁此时钻压被钻具稳定器吸收。此时虽然钻压可能已达到螺杆钻具的推荐钻压(WOB)或者最大钻压，但是立管压力

34、表示值却少有变化甚至不变。需要特别注意，螺杆钻具使用参数中的推荐钻压和最大钻压是在一定条件下给出的而不是一成不变的。钻进过程中，维系正常马达压降的钻压才是真正允许维系正常马达压降的钻压才是真正允许BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-13-的最优推荐钻压。的最优推荐钻压。6.3.6.3. 憋泵问题憋泵问题钻进过程中，随着井深的增加泵压或立管压力会随之增大。但是，如果增加的比例失常甚至出现憋泵，则应找出原因：井筒内落物（常见钳牙、螺钉、螺帽、砾石等）阻塞旁通阀阀芯；钻井液携岩能力不足，导致井底岩屑逐渐沉积典型例证是传动轴外圆被磨损；异物堵塞钻头水眼；异物堵塞螺杆钻具内部通道；

35、螺杆钻具内部机械卡死。6.4.6.4. 气体或泡沫钻井气体或泡沫钻井传统的螺杆钻具使用钻井液作为动力，同时钻井液也用来润滑和散热。但用空气、雾化或泡沫作为循环介质就会有很大的局限性。北京石油机械厂因为有自主知识产权的传动轴油密封技术，所以很快在国内首先开发出了空气螺杆钻具系列产品。北京石油机械厂 K 系列螺杆钻具就是用空气或泡沫驱动的螺杆钻具，它的马达部分有较大的腔室，在给定的流速下可以输出较低的旋转速度。因为空气或泡沫携带岩屑的能力不强，因此要用大量的空气或泡沫来清洁井底。通常应当保证在环空有不低于 15.24 m/s（3000 ft/min）的返速，作为空气钻井的最小供气要求。这样高的流速

36、就会造成钻具的提前失效。给马达适当的润滑，（如典型的液体脂肪酸盐），可以减少转定子间的摩擦力和防止转子疲劳。因为气体的可压缩性，在管压突然增加时马达的腔室不会有明显的变化。如用传统的钻井液就会有显著的变化，这种变化可以通过突然的转速降低反映出来。在提离井底、重新开启马达或进行连接前一定要减小立管压力。如果没减小管压就提离井底，马达的速度会超过额定速度，会对马达内部造成损坏。原则上推荐带载启动螺杆，停止或将排量减半后才能提钻，以防止钻头突然增速给整个井下工具造成破坏。因为气体的可压缩性，因此很难通过立管压力表的变化来判断螺杆是否在工作，但是确可以通过触摸钻柱的颤动来判断其工作状态。空压机可以将气

37、体压缩到不同的立管压力（或称为注入压力）也就是说有不同的排量，其压力流量原则上满足气态方程，只是需要考虑适当的效率即可。由于空压机的排量是指在标态（海平面上的大气压）时的排量，因此随着空压机所在海拔高度的变化其实际大气压力 P1 会随之变化：每高出海平面 60.96 m(200 ft)大气压力减少 689.5 Pa(0.1psi)。P1实际大气压力（MPa）；V1压缩机输出排量（m3/min）BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-14-P2立管（注入）压力（MPa）；V2马达要求的输出排量（m3/min）立管（注入）压力02PPPm压力空循环时立管（注入）马达压降按照气态方

38、程应有：P2V2P1V1式中 为转换效率，空气或泡沫钻井有特殊的要求，要了解详细的信息请与北京石油机械厂联系。6.5.6.5. 复合钻进复合钻进复合钻进是指在使用导向螺杆钻具钻进的同时开动转盘。由于导向螺杆钻具通常带有弯接头、弯壳体或者稳定器，钻头的偏移距较大，复合钻进会使导向螺杆钻具和其他井下工具受到很大的侧向力。根据理论计算复合钻井时螺杆钻具的极限应力是常规正常钻井时的 4 倍。因此，开动转盘实施复合钻进可能引起井下事故，影响钻井作业的安全。尤其大角度、大偏移距的钻具组合，应尽量避免长时间开动转盘。应当尽量减少或避免追求进尺为目的的复合钻进。必须实施复合钻进时，要将转盘转速设定在最低档位。

39、7. 维护与保养维护与保养螺杆钻具下井使用后，应立即进行拆检和维护保养。未经拆检的螺杆钻具不应再次下井使用，除非上次使用时间很短，工况较好，并能确认没有影响再次下井安全的腐蚀、划伤、磨损等缺陷。凡是在钻具组合中螺杆钻具与震击器（随钻或打捞震击器）一起使用，只要有过震击，因为无法量化对螺杆钻具的损伤程度，所以起钻后螺杆钻具不应继续使用而必须及时送维修检测。壳体、传动轴应予探伤。使用过的旧螺杆钻具如果未经正常的维修和更换易损件，很可能在反复使用中引起事故，造成不必要的起下钻，甚至因得不到及时维修，而造成整个钻具的报废。螺杆钻具的拆检和维护保养，应当在有条件的维修车间内进行。拆装人员应对螺杆钻具产品

40、的原理、结构和使用比较了解。维修时，应检查壳体的划伤、裂纹等缺陷，必要时应予探伤。壳体表面严重划伤或产生裂纹，应予更换，不得再次使用。维修时，应按有关规定检查螺纹表面状况，并在组装时注意紧密距变化情况。螺纹损伤或紧密距变化较大时，应予更换。拆卸螺杆钻具时，应当用氧乙炔火焰烘烤螺纹部位（不得超过 250），使螺纹粘结剂失效。过度烘烤会降低螺纹连接强度，务须予以注意。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-15-8. 常见故障及其排除方法常见故障及其排除方法螺杆钻具在井下工作过程中，可能遇到各种异常情况。以下异常现象及原因分析仅供参考：现 象原 因 分 析将钻头提离井底，如果压力

41、恢复正常，可以判断为钻压过高。泵压升高泵压升高将钻头提离井底，如果压力仍不下降，可以判断为有零件卡死或水眼堵塞（例如旁通阀堵塞）。泵压降低泵压降低泥浆流量减少，检查泥浆泵流量，检查钻柱漏失。地质情况变化，试验改变钻压和循环流量。钻头磨损。下钻遇阻，反复提放钻具，适当调整钻压，或者改变导向螺杆钻具的结构和钻具组合。旁通阀不能自动关闭。可以反复启停泥浆泵试验。没有进尺没有进尺螺杆钻具磨损或失效。9.9. 吊运和保管吊运和保管螺杆钻具出厂及运输过程中的吊装，应使用尼龙绳悬挂螺杆钻具的中部，使螺杆钻具水平平稳起吊。使用钢丝绳起吊时，钢丝绳应带有橡胶护套，避免划伤螺杆钻具的壳体。不得使用破损的钢丝绳起吊

42、。螺杆钻具应平放于坚硬的地面，或者平放于适宜的支架上。不得长期存放在软土或泥泞的地面。存放期间，应保持两端的护丝完好，防止污物进入。存放场地应遮阳、防雨，通风良好，环境温度不高于 45。螺杆钻具的有效储存期为自定子生产之日起一年半。超期储存的螺杆钻具仍可以使用，其连续工作时间可能会有不同程度的减少。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-16-10.定货须知定货须知螺杆钻具产品的使用效果，除了取决于产品本身的质量状况、技术性能等因素外，与用户的使用工况、介质条件、钻具组合等因素密切相关。因此，定货时正确地选择钻具型号和结构形式甚为重要。如果您在选型时存有疑问，请及时与我厂联系

43、。为了能及时、正确地提供您所需要的螺杆钻具，请您在选择螺杆钻具时确认以下事项：1、连接螺纹是否有特殊要求连接螺纹是否有特殊要求（无要求时提供标准螺纹连接）无要求；特殊要求： 2 2、导向螺杆钻具的弯角形式、导向螺杆钻具的弯角形式（无要求时，提供直螺杆钻具) 弯接头，角度为： 度 分，安装位置为：旁通阀上部，旁通阀下部 单弯壳体，角度为： 度，弯点位置为：弯壳体上部，弯壳体下部 反向双弯(DTU)：角度为： 同向双弯(弯接头+弯壳体)，弯接头角度为 度，弯壳体角度为 度 同向双弯（双弯壳体）： 其他形式 地面可调弯壳体3 3、导向螺杆钻具的稳定器形式、导向螺杆钻具的稳定器形式（无要求时不提供稳定

44、器）螺旋稳定器，条数为： 直条对称稳定器，条数为： 直条非对称稳定器，条数为： 其他形式： 可换稳定器4 4、是否要求转子中空分流、是否要求转子中空分流（无要求时，不提供中空转子） 非中空分流 中空分流5 5、是否要求耐高温定子、是否要求耐高温定子（无要求时，提供常温钻具） 常温（120） 高温（150）6 6、是否有以下附加结构要求、是否有以下附加结构要求（无要求时不提供以下附加结构）提升短节 定向接头 转子防脱落装置7 7、如果可能，定货时还应提供以下信息、如果可能，定货时还应提供以下信息钻具使用单位钻具使用井位、使用目的及预计使用时间井身结构、使用井段、泥浆条件等有关信息BPM 北京石油

45、机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-17-11.常用螺杆钻具型号常用螺杆钻具型号11.1.11.1.多头螺杆钻具多头螺杆钻具外 径Inchmm型 号头数页码2 3/8605LZ607.05/6212 7/8735LZ737.05/6223 1/2895LZ897.05/6235LZ957.05/624C5LZ957.05/6253 3/495C5LZ957.05/6263 7/81005LZ1007.05/6275LZ1207.05/628C5LZ1207.05/6294 3/4120D5LZ1207.05/6303LZ1657.03/4315LZ1657.05/6327LZ165 7.

46、07/833C5LZ1657.05/634D7LZ1657.07/8356 1/21659LZ165 7.09/10365LZ1727.05/637C4LZ1727.04/538C5LZ1727.05/639C5LZ1727.05/6406 3/4172C7LZ1727.07/8415LZ1977.05/6427 3/4197C5LZ1977.05/6435LZ203 7.05/644C5LZ203 7.05/64582037LZ203 7.07/846C3LZ2167.03/4478 1/2216C5LZ2167.05/6483LZ2447.03/4499 5/82445LZ2447.05/

47、65011.2.11.2.单头螺杆钻具单头螺杆钻具外 径Inchmm型 号页码5127LZ1273.5516 1/2165LZ1653.5527 3/4197LZ1973.5539 5/8244LZ2443.5543 7/8100LZ1007.0554 3/4120LZ1207.056BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-18-5127LZ1277.0576 1/2165LZ1657.0587 3/4197LZ1977.0599 5/8244LZ2447.06011.3.11.3.空气或泡沫螺杆钻具空气或泡沫螺杆钻具外 径Inchmm型 号头数页码3 3/495K5LZ95

48、7.05/6614 3/4120K7LZ1207.07/8626 1/2165K7LZ1657.07/8636 3/4172K7LZ1727.07/8647 3/4197K7LZ1977.07/8659 5/8244K7LZ2447.07/86612.常用螺杆钻具技术参数及性能曲线常用螺杆钻具技术参数及性能曲线注：对于每种型号的钻具，下面均给出了相应的技术参数和性能曲线，为方便您的使用，特做如下说明。性能曲线如下图：BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-19- 250输出转速（RPM）170效率最高点8011014001.26 l/s1马达压降（MPa）233.13 l/s

49、3803502903202002302601.7 l/s2.7 l/s2.2 l/s50输出扭矩（N.m）15010020054300每种型号的钻具都给出了中、英单位制的两个图表，每个图中都给出了五条不同流量下的性能曲线。图中共有三个三个坐标轴，上、下两个横轴和一个纵轴。下面的横轴表示马达压降马达压降，您要注意的是这里的马达压降不是不是作用在马达上的总压降总压降，而是钻井过程中的有效负载压降有效负载压降。在钻井现场该压降(P)即为钻进时的立管压力(P钻)与钻头稍提离井底或下钻即将到井底时钻具在相同流量下空转的立管压力(P空转)之差，即：P = P钻 - P空转上面的横轴表示输出扭矩输出扭矩，即

50、为钻进过程中用于破碎地层岩石的有效输出扭有效输出扭矩矩，输出扭矩值和马达压降值是一一对应的，二者基本成线性线性关系。左边的纵轴表示输出转速输出转速。图中曲线上用表示的是效率最高点效率最高点。该效率为钻具输出的机械功率机械功率与消耗的水功率水功率之比。图中阴影部分表示是推荐使用范围推荐使用范围，在该范围内，钻具的效率较高较高，属经济使用区。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-20-图表使用方法示例：该钻具在 2.7 l/s 泥浆流量的条件下，当马达压降为 3.6 MPa 时，输出扭矩为230 Nm，输出转速为 268 RPM。从图中很容易看出该钻具的使用压降偏大，应适当调整

51、钻压，以保证钻具安全、高效地工作。BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-21-5LZ607.0 螺杆钻具螺杆钻具（2 3/8，5/6 头）项目公制英制外 径60 mm2 3/8井眼尺寸2 3/4 4 3/4马达头数5 / 6马达流量1.26 3.13 l/s2050 gpm输出转速140 360 r/min马达压降2.5 MPa360 psi额定扭矩160 Nm115 ft-lbs最大扭矩280 Nm200 ft-lbs推荐钻压5 kN1130 lbs最大钻压10 kN2260 lbs功 率2.356.03 kW3.28.1 HP长 度3.3 m10.83 ft重 量70

52、kg155 lbs上端螺纹1.9 TBG下端螺纹1.9 TBG 170170140110320290260230200380350140110260230200320290350380SPEED（RPM）8080转速（RPM）MOTOR DIFFERENTIAL PRESSURE（psi）300马达压降（MPa）TORQUE（lb-ft）Peak Efficiency20.0 gpm42.5 gpm27.5 gpm35 gpm0200效率最高点50 gpm501.26 l/s01100240060015032004150输出扭矩（N.m）2.2 l/s2.7 l/s3.13 l/s1.7 l/

53、s501002002505BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-22-5LZ737.0 螺杆钻具螺杆钻具（2 7/8，5/6 头）项目公制英制外 径73 mm2 7/8井眼尺寸3 1/8 4 3/4马达头数5 / 6马达流量1.26 5.05 l/s2080 gpm输出转速120 480 r/min马达压降3.45 MPa500 psi额定扭矩275 Nm203 ft-lbs最大扭矩480 Nm355 ft-lbs推荐钻压12 kN2700 lbs最大钻压25 kN5600 lbs功 率3.513.8 kW 4.618.5 HP长 度3.45 m11.32 ft重 量80

54、kg180 lbs上端螺纹2 3/8 TBG下端螺纹2 3/8 API REG 0SPEED（RPM）06010014018022030034038042046050026060转速（RPM）100180140300340260220380420500460123456MOTOR DIFFERENTIAL PRESSURE（psi）TORQUE（lb-ft）马达压降（MPa）200Peak Efficiency20035 gpm20 gpm40010065 gpm80 gpm50 gpm600800300输出扭矩（N.m）效率最高点1.26 l/s4.2 l/s3.2 l/s2.2 l/s5.

55、05 l/s100200300400 BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-23-5LZ897.0 螺杆钻具螺杆钻具（3 1/2，5/6 头）项目公制英制外 径89mm3 1/2井眼尺寸4 1/4 5 7/8马达头数5 / 6马达流量2 7 l/s32110 gpm输出转速95 330 r/min马达压降4.1 MPa600 psi额定扭矩560 Nm415 ft-lbs最大扭矩980 Nm725 ft-lbs推荐钻压18 kN4000 lbs最大钻压37 kN8300 lbs功 率5.619.35 kW7.526 HP长 度4.67 m15.3 ft弯 点 到钻头距离1.

56、22 m4.0 ft重 量150 kg330 lbs上端螺纹2 3/8 API REG下端螺纹2 3/8 API REG 0SPEED（RPM）110805026023020017014080110500350320290转速（RPM）20014017032035029023026090 gpmMOTOR DIFFERENTIAL PRESSURE（psi）600Peak Efficiency20032 gpm70 gpm50 gpm4008001000马达压降（MPa）TORQUE（lb-ft）输出扭矩（N.m）600效率最高点110 gpm2 l/s20012344002007 l/s5.

57、7 l/s4.5 l/s3.3 l/s40056600788001000800 BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-24-5LZ957.0 螺杆钻具螺杆钻具（3 3/4，5/6 头）项目公制英制外 径95mm3 3/4井眼尺寸4 1/4 5 7/8马达头数5 / 6马达流量4.7311.04 l/s 75175 gpm输出转速140 320 r/min马达压降3.2 MPa465 psi额定扭矩710 Nm524 ft-lbs最大扭矩1240 Nm915 ft-lbs推荐钻压21 kN4700 lbs最大钻压40 kN9000 lbs功 率10.423.8 kW1431.

58、91 HP长 度4.21 m13.83ft弯 点 到钻头距离1.33 / 0.93 m4.36 / 3.05 ft重 量180 kg400 lbs上端螺纹2 7/8 API REG下端螺纹2 7/8 API REG 5LZ95X7.0转速（RPM）6003033030015012090240210180270SPEED（RPM）1503012090600180240210270330300MOTOR DIFFERENTIAL PRESSURE（psi）100200400300700600500800TORQUE（lb-ft）马达压降（MPa）200400175 gpm150 gpmPeak E

59、fficiency125 gpm100 gpm75 gpm效率最高点6.5 l/s4.7 l/s123600800456输出扭矩（N.m）4007.5 l/s9.5 l/s11 l/s20060010008001200BPM 北京石油机械厂 螺杆钻具使用手册螺杆钻具使用手册-25-C5LZ957.0 螺杆钻具螺杆钻具（3 3/4加长，5/6 头）项目公制英制外 径95mm3 3/4井眼尺寸4 1/4 5 7/8马达头数5 / 6马达流量5.0 13.33 l/s 80210 gpm输出转速140 380 r/min马达压降6.5 MPa940 psi额定扭矩1490 Nm1100 ft-lbs

60、最大扭矩2235 Nm1650 ft-lbs推荐钻压40 kN9000 lbs最大钻压80 kN18000 lbs功 率21.859.3 kW29.279.5 HP长 度6.88 m22.6 ft弯 点 到钻头距离1.33 / 0.93 m4.36 / 3.05 ft重 量300 kg550 lbs上端螺纹2 7/8 API REG下端螺纹2 7/8 API REG 9 l/s转速（RPM）MOTOR DIFFERENTIAL PRESSURE（psi）1200Peak Efficiency120900200400800600100040039080 gpm270180210240150SPE