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1、空气螺杆钻具应用现状及改进建议螺杆钻具被成为定排量马达（PositiveDisplacementMotor,简称PDM）是一种容积式井下动力钻具，由于其本身结构和性能方面的特点，自20壯纪50年代中期问世以来的近40年用在石汕钻井和修井方面获得了广泛的运用。随着以空气钻井为代表的欠平衡钻井技术在国外油气勘探中的广泛应川，空气钻井技术在国内也正呈现出快速发展趋势。空气螺杆钻具正是应川这类新型钻井技术钻定向井及其他特殊工艺精所必需的工具。1空气螺杆钻具基木结构和特点空气螺杆钻具作为一种专门研制的泵式定向钻
2、井马达,其主要部件是为适应气体钻井环境而专门设计的。它的结构包括：可调弯接头、马达、万向节外壳/总成和轴承总成。1.1可调弯接头可调弯接头有1个API（美国石汕学会）标准的母扣端，通常用于低-中曲率造斜,即造斜率为（0〜12。）/30m,其也可和可调起斜接头一起使用,产生20°/30m的造斜率。1.2马达与泥浆马达一样，气体钻井也采用一种摩里式马达。新型空气螺杆钻具的马达采用8个叶片定子和7个叶片转子。1.3万向节壳体/总成万向节壳体是一种专用的偏斜短接头，又称可调起斜接头（AKO），其可调最大倾斜角
3、度为2.75°,使用中可在0〜2.75°之间任意变化。1.4万向节新型万向节已不是具有火焰切割的耳状结构的通用万向节。它除了将转子的偏心运动转化为驱动接头的非偏心旋转外，还保证扭矩可通过轴承传递给钻头。1.5轴承总成新型空气螺杆配有密封轴承总成。目前有两种类型的密封轴承可用，一类用于泥浆马达，改进后增加密封，注入润滑脂润滑；另一类为密封注油轴承总成。2空气螺杆钻具应用现状空气螺杆钻具或称气体螺杆钻具，是川气体、泡沫等可压缩流体钻定向井及各类特殊工艺井的必须工具。国外于1960年就开始进行空气螺杆现场钻
4、井测试，口前掌握空气螺杆钻具技术并具有该类产品的公司有：原SmithInternational,Griffith,BakeHugtes,Sperry-Sun,Robbins&Mycrs和Roper等。像BakeHugtes,目前有最大外径为0241.3mmXavi-DrillMlADM,最小外径为079.4nimNavi-DrillMlADM的尺寸较齐全的空气螺杆马达系列产品。国内冃前的理论研究和产品开发止处在起步阶段。2002年，中国石油天然气集团公司才立项研制空气螺杆钻具，并作为国家“十五”科技攻
5、关项目。2002年8月，由北京石汕机械厂生产的试验样机被送往苏里格气田，进行了天然气驱动螺杆钻具钻肓井的实验并获得初步成功。同年底又向中国石油氏城钻井公司伊朗项目组提供了两套K7LZ244*7.0型空气螺杆钻具，在伊朗经多种介质验证，在定向、纠偏钻井的使用屮获得了满意的效果。2004年7月，屮国石汕西南汕气田公司在白浅111-H水平井使用K7LZ120*7.0型空气螺杆钻具进行气相欠平衡钻井，由柴汕机尾气驱动空气螺杆钻具带PDC钻头进行钻进，注气量为33〜40m3/min,钻进正常，钻时为4〜5min
6、/m,累计进尺仅23m,后因实验屮的尾气发主装置出现技术问题而停止。2004年11月，窿14井首次进行了空气螺杆配合PDC钻头的空气复合钻井技术试验，平均机械钻速可达7.19m/So不可否认，空气螺杆钻具在现场造作和使用过程中也出现了一些技术问题，包括：①空气螺杆平均寿命只有30h,不能确保弯Illi段的钻进；②“飞车”问题导致转子转速过快,损毁（因摩擦热）马达的柔性螺旋半空腔护套；③空气螺杆密封性能不佳，导致压缩气体能量的大量损失；④空气螺杆有时出现启动难的问题。这对空气螺杆钻貝的研制和改进提出了新
7、要求。3改进空气螺杆钻具的建议3.1提高气体马达寿命气体钻井系统要达到最佳状态，其每一个部件（包括钻头、马达及数据传输系统）的平均寿命应不低于50ho气体钻井系统的机械钻速为9〜18m/h,因此马达的最低寿命需达到50h才能在一次起下钻中完成所需弯曲段的钻进。提高气体马达寿命的措施主要有：①马达定子橡胶材料和硫化工艺的改进；②马达转子表面抛光并镀一层硬馅，以降低摩擦磨损；③增加刚性螺旋瓣轴与柔性螺旋板空腔护套之间的尺寸公差，为元件更宽松的配合提供空间。3.2设计多头多级的螺旋杆液驱螺旋杆钻具的过载性能
8、和硬机械特性表现在:输出扭矩与马达进出口间的压并成正比；转速与通过的流量冇关而与钻压无关。在钻进过程中，当钻压增大时马达进出口间的钻井液压差相应变大，导致扭矩增加；而流进钻具的钻井液排虽:近似固定，输出转速不变。因此，增加钻压有助于增大井底切削力矩，提高机械钻速。対于空气螺旋钻具，钻压的增加同样会使马达进岀口见得压差增大，但由于空气的卡压缩性，马达入口处压力升高，是通过马达的空气流量减小，因而输出的转速降低,过大的钻压其至会导致马达制动。因此，空气螺杆钻
