齿轮减速涡轮钻具改进钻井效果.pdf

普資民htp:/iwwww.cqvip.com
写科教
第21卷第3期200年ッ月
s-66齿轮减速涡轮钴具改进钴井效果
N.D. Derkach等
酾译:岳军(新疆石油局械制造集团公销售中心)
宋朝晖〔新疆石油局钴井工艺研究院
Derk,N D
校对:吴启勇《新驅石油局钻井工艺研究院)
E90
对一种新型并下液压马达(齿纶煆速涡轮具)的应用效果及其我越性开发进行了介绍,第一代齿轮建溺轮
钻具TRM--159被广泛地应用于偽罗斯的油点井钻井中,该哲轮滅这涡轮钛具在粘石的进速度阅过了3.5mmin
其最佳效果是在西西伯利亚完井對与西方公可生产的放转刀式钻兴的组合使票。在世界上最衷井Kola井(12260m)
的钻共中成功地应用了酐热型的齿纶减速涡具,在使月PDC钻头的鳴温井(温度超过150~200じ)井中它们
主x、神,气で,
选,
由100~200级
0前言
祸轮(A)、上下
在俄罗斯和CIS,涡轮主要应用于钻井操作
轴承总成(B、D)
有超过75%的钻井任务是由满轮钴具完成的。科
和安装在上下
学家和设计者用了70多年的时间重新考虑利用
轴承总成之间
齿轮减速涡轮钻具来消除涡轮钴具的一些主要
的油充填式齿
缺点:长距离、低扭矩、高转速。从1923年
轮减速器(C)。
M. Kapelyusk nikov发明配备有齿轮减速涡轮驱
齿轮减速器(C)
动的“钻井工具”至今,在俄罗斯、乌克兰、阿
中有安装在施
尔巴尼亚、英国、美国、加拿大、徳国和一些其
转轴承6和径向
他国家完成了大量的设计、研究和现场试验,许
轴承2上的输入
多有齿轮减速的井下马达设计类型得到开发、生
轴7和输出轴9;
产和现场澳试。但由于问题复杂,设计者在开发
行星齿轮8位于
长寿命、简单和应用广泛的涡轮钴具齿轮减速器
7和9轴之间
上花费了很长的时间。在1975~1978年,Perm
由两个面密封5
(俄罗斯)首先开发了TRM-195型直径为
和润滑器4维组成
195mm的齿轮减速涡轮钻具,它后来与广泛使用
的油保护系统
的RM-195油充填式齿轮减速器配合使用。
给油腔室传送
图1配有RM--195油充填式
1978~1985年,这种齿轮减速器在巴什科、塔塔
齿轮减速器的TRM-195泥浆压力,齿轮
共合国、西西伯利亚以及包含在科学大陆钻井程
齿轮速涡轮钴具
与轴承在油腔
序网络内的前苏联的所有超深井钻井中进行了
室内结合。泥浆
现场试验
通过循环孔进
入腔室10(如箭头所示》,油通过孔3充填腔室
1设计、性能、寿命数据
10。轴7和轴9由半离合器1的性能与主轴内联
配有RM-195油充填式齿轮减速器的接。当泥浆泵入时,齿轮减速器改变涡轮轴的旋
TRM-195型齿轮减速涡轮钻具如图1所示,它转,使转速按齿轮比降低,并使扭矩按比例增加。
普資民htp:/iwwww.cqvip.com
第1卷算3期
岳军等:齿轮减速涡轮钻具改进钻井效宋
1986年,在 Embosk工厂“ Polymermash”封闭、较低的井眼层位中的钻进速度超过了
开始大觌模生产油充填式齿轮减速器RM-195,3.5mmin,其耐热性在井深12260m的Kola超
每年的产量为100~230套,其主要用户是西西深井钻井中被优先考虑。这种TRM-195型渴轮
伯利亚的生产部门。在1987~1991年,在钻具在 Krivorozhskaya、 Dneprovo- donetskaya
Noyabrskneftgas、 Nizhnevartovskneftgas等石油以及包含在科学大陆钻井程序网络内的超深井
公司中成立了10多家齿轮减速器维修服务中心。钻井中得到成功地应用。不同级别的涡轮(包括
989~1990年每年在较浅的层位用齿轮减速渴已经使用的和新开发的)都可与TRM-195型齿
轮钻具完成的钻井进尺由几十米km增加到轮减速涡轮钻具配合使用。与不同级别涡轮组合
500~600m/km。1987年,齿轮减速涡轮钴具在的齿轮减速渴轮钻具的技术数据如表1所示
表1与不同轮钴具组合的齿轮减速轮钴具的性能
轮絀具级别
涡轮针具部处的数量齿轮比泥浆流速
/m. s
3TSSE1-195
3.69
0.032
3TSSH1--195
5.9L6022
3300
161
3TSSHA-195TL
3,59
0,02A4
155
6 3TSSHA-195TL
3.690.03218902063.83780412
注:no,-运行状态下的转違:ー死戦荷状态下的转速:M,ー一运村状态下的超矩:M1ー生故陸矩:Pp-运行状态下的压力
涡轮钻具的稳定性在转速超过运行状态下计算了中215.9 IMATM-11H钻头的效率,还在
的转速越多、减速扭矩越大的情况下オ能体现出2000~3000m地层对俄罗斯SGV、R45、MZGV
来,当使用第2和5组合时就会获得最高的机械进行了应用以作出比较。
钻速。总之,在井眼较深的层位(2000~300m)
俄罗斯钻头价格最低为$700,最高为
齿轮减速涡轮钴具能使每只钻头(俄罗斯生产)$2000这取决于钻头级别。平均钻机费用包括1
进尺提高30%~50%,钻进速度超过非齿轮减速h操作(能源、材料、设备老化、人员工资等)
渴轮钻具的钻进速度20%~30%,当到达规定深大约为$300
度(200~2200m),涡轮钻具中传统的主轴就
计算结果如下:
要被齿轮减速器代替,这样涡轮钻具就呈现出新
Hughes Christensen公司生产的每只钻头平
的性能。
均进尺为623.5m,超过俄罗斯产钻头9m;寿命
与2个主轴联接的齿轮减速器其平均故障间为76.1h,超过俄罗斯产钻头77h;每米成本为
隔为120~130h(按照服务公司的数据),在这种$49.9美元,而俄罗斯产的钻头则会降低
情况下最主耍的故障原因是主轴疲劳。油充填式27.6%
齿轮减速器RM-195的平均检修期为170~220
用 Hughes Christensen公司生产钻头钻完
,但有时其检修间隔超过了300h。在被注销之2000~3100m地层的费用为$12064
前,RM-195的平均保证寿命为900h,但它通
基于经验,人们认为在俄罗斯最好用齿轮减
在使用2000h后才被替换。
速涡轮钴具来驱动这些钻头。这是因为TRM
195型涡轮钻具的寿命和可靠性完全可以在井底
效果
驱动钻头以及其性能的稳定性在钴并的全过程
最近俄罗斯的石油公司有机会购买国外的中提供最佳钴井操作。实践表明,与PDM的性
钻头?尽管“休斯工具”、“史密斯国际”等公司能相比,TRM-195涡抡钻具轴的较高转速并不
的旋转刮刀式钻头价格很高,但其在西西伯利亚能减少钻头的寿命,而增加了机械钻速。美国每
浅层位钻井中表现出高效性。高质量的钻头轴承只钻头在2000~3000m的地层中的平均进尺为
在转速为200rmin的情况下能在井底工作100h80