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1、深圳百勤石油技術有限公司渦輪鉆具技術介紹目錄?渦輪鉆具的發(fā)展史?渦輪鉆具同PDM的對比?渦輪鉆具結構性能介紹-基本特征-標準組件-鉆具的改進-定向性-振動性-耐高溫高壓性-井眼質量-欠平衡鉆井的配合?渦輪鉆具的業(yè)績?渦輪鉆具總結渦輪鉆具發(fā)展史渦輪原理在幾百年前已存在(如風車),現(xiàn)在也廣泛應用于航空器和發(fā)電廠等領域1873年美國就公布了用井下螺桿給鉆頭提供動力的技術專利，這個專利比旋轉鉆井專利早11年19世紀20年代后期渦輪鉆具在俄羅斯開始開發(fā)，在1924年成功將渦輪鉆具應用到鉆井中。1956年法國Neyrpic（目前Sii-Ne
2、yrfor公司的前身）公司最先取得俄羅斯工具的生產(chǎn)許可,首次在西方鉆井中使用渦輪鉆具發(fā)展史Neyrfor、Preussag、Dresser、Christensen和其他的一些公司開始生產(chǎn)渦輪鉆具，但是Neyrfor公司一直占據(jù)市場的主導地位。目前除俄羅斯外，Sii-Neyrfor生產(chǎn)的渦輪鉆具占世界銷售市場的90％以上1982年Neyrfor公司首次在油田定向井中推廣使用定向鉆井系統(tǒng)，大大減少了起下鉆次數(shù)，降低了成本1992年先進的PDC軸承、平衡轂和彎筒技術引進到渦輪鉆具中，PDC軸承的使用使渦輪鉆具適應超高溫的鉆井環(huán)境，大大
3、提高了渦輪的效率，導向技術大大提高了鉆井定向的能力2002年低速、大扭矩渦輪系統(tǒng)的開發(fā)大大擴展了渦輪鉆具的應用優(yōu)勢渦輪鉆具發(fā)展史井下動力鉆具基本原理動力鉆具是轉換液能到機械能輸出動力小于輸入動力一般來講，輸出動力大約是輸入動力的55－65％影響傳輸特性的主要因素是效率的輸出和效率的保持提高性能和可靠性的關鍵是先進的設計和科學選材應用在所有液動動力鉆具（如容積式液動螺桿和渦輪鉆具）中的簡單物理特性和參數(shù)：井下動力鉆具基本原理任何井下動力鉆具的功率計算方法（英制單位）：機械功率＝（速度×扭矩）／5252液力功率＝（壓降×流量）／17
4、14動力鉆具功率＝液力功率×效率渦輪鉆具同PDM對比渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比屬于反作用式螺桿泵扭矩／速度的應用范圍取決于波瓣的比率壓降和扭矩成比例相對來講比較容易組配工具渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比容積式液動螺桿的主要技術特點：本身固有的機械性能限制了使用壽命，而且動力也受到溫度的極大限制容易受到憋停的損壞液動噪音和較差的軸向平衡能力引起嚴重的顫動，并傳輸?shù)姐@頭和鉆柱組件（如隨鉆測量工具串等）渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比容積式液動螺桿的主要技術特點：本身的機械性能提供了較高的動力潛能極高的可靠性幾乎完美的軸向平衡動力系統(tǒng)不再
5、依賴于橡膠材質采用了液力聯(lián)軸節(jié)效應（不再由于憋停而損壞）渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比渦輪鉆具的主要技術特點：轉速可達800rpm至2000rpm采用適用于高轉速的專用鉆頭強動力輸出在小井眼中效果更好渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比渦輪鉆具的主要技術特點：性能參數(shù)如下：▲排量530gpm、工作壓差1160psi、輸出效率60％的情況下，最大可得到215馬力的輸出功率▲但是實際中工作壓差更可能是大約400psi-600psi，所以在工作壓差600psi、輸出效率60％時，最大輸出功率是111馬力注意：容積式液動螺桿的效率隨著工作時間的增
6、長快速下降渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比6-3/4″M2PXL(2:3波瓣）：性能參數(shù)如下：▲排量530gpm、工作壓差1676psi（用比重10ppg的泥漿）、輸出效率55％的情況下，最大可得到285馬力的輸出功率。同容積式液動螺桿在工作壓差1160psi時的輸出功率相比高出PDM30％多▲如果按照PDM的實際工作壓差僅是600psi計算，那么使用該渦輪鉆具提供的功率是PDM的150％多注意：渦輪鉆具的效率下降非常慢，即使是在幾百小時的工作后，渦輪鉆具的工作效率也只是有很少的下降渦輪鉆具和容積式液動螺桿對比Sii-Neyrfor
7、6-5/8″FBST1MK2型渦輪鉆具：渦輪鉆具結構性能介紹渦輪鉆具的基本特征飛機機翼的基本原理流動空氣舉升力（比如功率）是通過壓差產(chǎn)生的，機翼下面的壓力較高，機翼上部的壓力較低渦輪鉆具的基本特征液體動力流態(tài)圖（如流量×壓力）軸向推力旋轉扭矩渦輪鉆具的基本特征扭矩/速度/功率關系圖憋停轉速扭矩功率功率扭矩空轉標準速度渦輪鉆具的標準組件常規(guī)的T3（三級動力單元）渦輪鉆具圖工具全長達70英尺（21.3m)（精確長度根據(jù)不同工具尺寸（外徑）來定）渦輪鉆具的標準組件渦輪葉片盤排列圖向下推力轉子葉片盤定子葉片盤泥漿流組配的單級動力轉子葉
8、片盤定子葉片盤渦輪本體動力部分渦輪驅動軸渦輪鉆具的標準組件渦輪彈性軸承排列圖移動盤固定盤墊環(huán)移動盤前軸承前軸承穩(wěn)定器迷宮環(huán)止推軸承可調彎筒撓性軸鉆頭母扣穩(wěn)定器渦輪鉆具的標準組件渦輪徑向軸承排列圖HNBR型橡膠下徑向軸承中間徑向軸承渦輪鉆具的標準組件軸承部分驅動軸
