涡轮钻具介绍ppt课件.ppt

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1、深圳百勤石油技术有限公司涡轮钻具技术介绍目录涡轮钻具的发展史涡轮钻具同PDM的对比涡轮钻具结构性能介绍-基本特征-标准组件-钻具的改进-定向性-振动性-耐高温高压性-井眼质量-欠平衡钻井的配合涡轮钻具的业绩涡轮钻具总结涡轮钻具发展史涡轮原理在几百年前已存在(如风车),现在也广泛应用于航空器和发电厂等领域1873年美国就公布了用井下螺杆给钻头提供动力的技术专利，这个专利比旋转钻井专利早11年19世纪20年代后期涡轮钻具在俄罗斯开始开发，在1924年成功将涡轮钻具应用到钻井中。1956年法国Neyrpic（目前Sii-Ne

2、yrfor公司的前身）公司最先取得俄罗斯工具的生产许可,首次在西方钻井中使用涡轮钻具发展史Neyrfor、Preussag、Dresser、Christensen和其他的一些公司开始生产涡轮钻具，但是Neyrfor公司一直占据市场的主导地位。目前除俄罗斯外，Sii-Neyrfor生产的涡轮钻具占世界销售市场的90％以上1982年Neyrfor公司首次在油田定向井中推广使用定向钻井系统，大大减少了起下钻次数，降低了成本1992年先进的PDC轴承、平衡毂和弯筒技术引进到涡轮钻具中，PDC轴承的使用使涡轮钻具适应超高温的钻井环境，大大

3、提高了涡轮的效率，导向技术大大提高了钻井定向的能力2002年低速、大扭矩涡轮系统的开发大大扩展了涡轮钻具的应用优势涡轮钻具发展史井下动力钻具基本原理动力钻具是转换液能到机械能输出动力小于输入动力一般来讲，输出动力大约是输入动力的55－65％影响传输特性的主要因素是效率的输出和效率的保持提高性能和可靠性的关键是先进的设计和科学选材应用在所有液动动力钻具（如容积式液动螺杆和涡轮钻具）中的简单物理特性和参数：井下动力钻具基本原理任何井下动力钻具的功率计算方法（英制单位）：机械功率＝（速度×扭矩）／5252液力功率＝（压降×流量）／17

4、14动力钻具功率＝液力功率×效率涡轮钻具同PDM对比涡轮钻具和容积式液动螺杆对比属于反作用式螺杆泵扭矩／速度的应用范围取决于波瓣的比率压降和扭矩成比例相对来讲比较容易组配工具涡轮钻具和容积式液动螺杆对比容积式液动螺杆的主要技术特点：本身固有的机械性能限制了使用寿命，而且动力也受到温度的极大限制容易受到憋停的损坏液动噪音和较差的轴向平衡能力引起严重的颤动，并传输到钻头和钻柱组件（如随钻测量工具串等）涡轮钻具和容积式液动螺杆对比容积式液动螺杆的主要技术特点：本身的机械性能提供了较高的动力潜能极高的可靠性几乎完美的轴向平衡动力系统不再

5、依赖于橡胶材质采用了液力联轴节效应（不再由于憋停而损坏）涡轮钻具和容积式液动螺杆对比涡轮钻具的主要技术特点：转速可达800rpm至2000rpm采用适用于高转速的专用钻头强动力输出在小井眼中效果更好涡轮钻具和容积式液动螺杆对比涡轮钻具的主要技术特点：性能参数如下：▲排量530gpm、工作压差1160psi、输出效率60％的情况下，最大可得到215马力的输出功率▲但是实际中工作压差更可能是大约400psi-600psi，所以在工作压差600psi、输出效率60％时，最大输出功率是111马力注意：容积式液动螺杆的效率随着工作时间的增

6、长快速下降涡轮钻具和容积式液动螺杆对比6-3/4″M2PXL(2:3波瓣）：性能参数如下：▲排量530gpm、工作压差1676psi（用比重10ppg的泥浆）、输出效率55％的情况下，最大可得到285马力的输出功率。同容积式液动螺杆在工作压差1160psi时的输出功率相比高出PDM30％多▲如果按照PDM的实际工作压差仅是600psi计算，那么使用该涡轮钻具提供的功率是PDM的150％多注意：涡轮钻具的效率下降非常慢，即使是在几百小时的工作后，涡轮钻具的工作效率也只是有很少的下降涡轮钻具和容积式液动螺杆对比Sii-Neyrfor

7、6-5/8″FBST1MK2型涡轮钻具：涡轮钻具结构性能介绍涡轮钻具的基本特征飞机机翼的基本原理流动空气举升力（比如功率）是通过压差产生的，机翼下面的压力较高，机翼上部的压力较低涡轮钻具的基本特征液体动力流态图（如流量×压力）轴向推力旋转扭矩涡轮钻具的基本特征扭矩/速度/功率关系图憋停转速扭矩功率功率扭矩空转标准速度涡轮钻具的标准组件常规的T3（三级动力单元）涡轮钻具图工具全长达70英尺（21.3m)（精确长度根据不同工具尺寸（外径）来定）涡轮钻具的标准组件涡轮叶片盘排列图向下推力转子叶片盘定子叶片盘泥浆流组配的单级动力转子叶

8、片盘定子叶片盘涡轮本体动力部分涡轮驱动轴涡轮钻具的标准组件涡轮弹性轴承排列图移动盘固定盘垫环移动盘前轴承前轴承稳定器迷宫环止推轴承可调弯筒挠性轴钻头母扣稳定器涡轮钻具的标准组件涡轮径向轴承排列图HNBR型橡胶下径向轴承中间径向轴承涡轮钻具的标准组件轴承部分驱动轴