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石油鉆井中渦輪鉆井技術(shù)的應(yīng)用探討

文檔作者：李明姜毅文檔來源：中國石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月24日
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石油鉆井中渦輪鉆井技術(shù)的應(yīng)用探討
李明姜毅(中國石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依834000)
摘要：隨著科技的發(fā)展，和人民生活水平的提高，能源供應(yīng)
越來越緊張，在石油鉆井中各國都不斷研發(fā)新技術(shù)以提高鉆井
效率，本文將就石油鉆井中渦輪鉆井技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：石油；鉆井；渦輪鉆井；效率；安全；能源
1渦輪鉆井的現(xiàn)狀應(yīng)用
隨著各國工業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展和科技水平的不斷發(fā)展，技術(shù)水
平也在不斷提高嗎，這種情況下我國對石油的依賴程度也越來
越高，世界各國都加大了對石油的勘探和開車四，國內(nèi)外的鉆
井技術(shù)都有了很大的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展更是很大程度上提高了
鉆井的效率降低了鉆井的成本投入。
1．1渦輪鉆井技術(shù)的優(yōu)越方面
石油工業(yè)的發(fā)展逐漸完善，機(jī)械化的鉆井方法也有了長是
的進(jìn)步，井下動力鉆的發(fā)展迅速，近年來，動力鉆具無論在結(jié)構(gòu)、
性能和壽命都有了重要的突破，渦輪鉆井過程中渦輪動力要下
入井下，這是渦輪鉆井與轉(zhuǎn)盤鉆井的不同之處，渦輪鉆井的地
面設(shè)備要求的動力更大，與轉(zhuǎn)盤鉆井相比要求鉆井泵組功率要
更大。
1．2實(shí)施渦輪鉆井的條件
1．2．1渦輪鉆具需要動力這也就說明渦輪鉆具是需要一定
的壓力損耗的，它所需要的功率輸出較大，需要從能量輸出上
提高從而保障無論鉆具需要的水能量。
1．2．2渦輪鉆具的穩(wěn)定性直接關(guān)系著鉆井的效果，如何保障
渦輪鉆具的穩(wěn)定性就需要渦輪鉆具的長保徑鉆頭及扶正器的
正確使用以及良好的井眼條件，其中鉆井液的使用能夠利用鉆
井液的攜巖能力以及護(hù)壁性能提高井壁穩(wěn)定性，保障鉆井條件
減少井下掉塊等現(xiàn)象。保障鉆井過程的順利安全。
2渦輪鉆井時的鉆井參數(shù)優(yōu)選
鉆井工藝的快速發(fā)展已經(jīng)鉆頭材料和技術(shù)的發(fā)展促使了
渦輪鉆井的極大進(jìn)步，渦輪鉆井在配備新型金剛石鉆頭、高速
牙輪鉆頭鉆井以及在定向井、水平井、大斜度井鉆井領(lǐng)域的應(yīng)
用效果顯著。
在鉆井工藝的要求中需要根據(jù)渦輪鉆具的特性和結(jié)構(gòu)設(shè)
計選擇能夠滿足不同鉆頭破巖的鉆頭類型以及鉆井參數(shù)，并由
此確定合適的井下動力鉆具，經(jīng)過幾方面的控制提高深井鉆井
和難鉆地層機(jī)械鉆速。其中可以通過以下方面體現(xiàn)的渦輪鉆
具的轉(zhuǎn)速、扭矩和壓降等特性實(shí)現(xiàn)不同鉆頭的最佳破巖效率。
2．1利用流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)，對渦輪葉片進(jìn)行流動計算，
利用CAD技術(shù)進(jìn)行葉片的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出滿足不同特性和鉆
頭的渦輪葉片和鉆具，從而更具有針對性。
2．2利用組合設(shè)計，對渦輪鉆具的輸出狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而
改善渦輪鉆具的表現(xiàn)性能，例如，不同性能的葉片相組合達(dá)到
更完美的結(jié)果，不同特性的渦輪節(jié)的組合，同步減速器與渦輪
的組合以及螺桿鉆具與渦輪的組合等方式，采用組合的方式取
得最優(yōu)的工作效率。
2．3發(fā)展減速器渦輪鉆具，提高扭矩降低轉(zhuǎn)速，從而滿足牙
輪鉆頭和PDC鉆頭對中轉(zhuǎn)速、大扭矩的要求。RSH減速支承節(jié)
則在行星齒輪機(jī)構(gòu)的上下側(cè)將軸承系統(tǒng)集成到充油密封腔內(nèi)，
結(jié)構(gòu)緊湊，可與一節(jié)或多節(jié)渦輪節(jié)組合。減速節(jié)的上下兩端連
接開式支承節(jié)。高速渦輪與一級或二級減速器結(jié)合，下部通過
彎接頭或短節(jié)與支承節(jié)相連，形成一個整體密封鉆具。
3我國渦輪鉆具技術(shù)現(xiàn)狀及建議
3．1我國渦輪鉆具的發(fā)展現(xiàn)狀
目前來說我國的螺桿鉆具在油田的開發(fā)領(lǐng)域一直發(fā)展較
快，我國的很多研究場所，例如石油大學(xué)等在渦輪的研究和實(shí)
驗方面做了很多的努力，不斷開發(fā)研制了新型渦輪鉆具，使得
渦輪鉆具的結(jié)構(gòu)性能和使用壽命有了很大程度的改善，專家對
于渦輪鉆具的研究和開發(fā)使我國的鉆探技術(shù)一直走在前端，極
大的推動和鼓勵了我國石油勘探的發(fā)展。
3．2我國渦輪鉆具的改善
3．2．1加大研究力度，首先應(yīng)加強(qiáng)對大扭矩渦輪鉆具和強(qiáng)敵
壓降渦輪鉆就的研究，對于現(xiàn)有的渦輪鉆具的型號、品種等加
以拓展，更好的滿足提高深井、難鉆地層等油井的勘探，特別是
小尺寸的渦輪鉆具用于老井側(cè)鉆需要加大研究力度。
3．2．2減輕渦輪鉆具的磨損問題，加強(qiáng)對渦輪鉆具部件等易
損件延長壽命的研究，更好的降低投入成本，提高使用壽命，從
而滿足鉆頭技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合降低鉆井成本的投入。
3．2．3推廣擴(kuò)大使用139．7 mm尺寸鉆桿，并且充分利用水利
能量，通過水利能量的利用更好的發(fā)展大功率、高性能渦輪鉆
具和減速渦輪鉆具。
4結(jié)語
隨著我國對鉆井技術(shù)的攻關(guān)、引進(jìn)和推廣，我國相當(dāng)一部
分的油氣田的鉆井實(shí)踐已經(jīng)應(yīng)用了渦輪鉆井技術(shù)，大大提高了
鉆井速度，更大程度上保障了能源供應(yīng)，但目前來說我們與先
進(jìn)國家相比還有差距，我們?nèi)孕枰粩喟l(fā)展新技術(shù)，研究創(chuàng)新
同時總結(jié)經(jīng)驗吸收國外先進(jìn)理念，加快鉆井新技術(shù)的國產(chǎn)化步
伐，在保證鉆井安全的同時提高鉆井效率和企業(yè)效益。
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