马达总结

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一、关于马达

井下动力钻具是现代钻井最重要的技术之一，几乎所有的定向井都需要使用马达。作为定向井的工程人员，必须掌握马达的相关知识。目前，在钻井平台上使用的马达主要有两种：

一种是由Baker Hughes公司生产马达；另一种是由Anadrill公司生产的马达。 Baker Hughes马达弯角的调节方法如下：

1、在马达轴承舱处放上卡瓦；

2、用外钳卡住马达轴承外壳，用内钳卡住弯角调节袖子（以下简称袖子），拉开袖子上的扣后移走外钳。

3、小心地让转盘右转一至两圈，移走内钳。

4、用链钳旋转倾斜连接管，使管体上和袖子上的想调节到的刻度成一直线。（通常沿最短方向调节。）

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5、把外钳放在袖子上，小心地让转盘左转，直至袖子联接处合拢。

6、把内钳卡在马达轴承外壳上，给袖子接头施加指定的扭矩。

7、作为调节的检验，把外钳从袖子处移到倾斜连接管处施加100％的指定扭矩。如果这次调节被正确的执行了，设定的倾斜角度应该没有变化。

Anadrill马达的调节方法如下：

1、把外钳放在马达轴承外壳上，把内钳放在定子转接器上把扣拉开。

2、移走外钳，小心地让转盘右转两圈，使马达调节环上的缝隙大到可以抬起调节环进行调节后，移走内钳。

3、抬起调节环进行调节，对齐想要调节的刻度后放下。

4、把内钳放在马达轴承外壳上，外钳放在定子转接器上，把扣按指定的扭矩拉紧，拉紧后一定要检查一下刻度是否有变化。

马达在井下可能出现的故障、其可能原因及推荐采取的解除方法作一下简单归类：

二、对现场作业的认识

现场作业前准备工作

1、仪器与工程人员到达现场后，应对设备及工具进行检查校对,如有损坏及时向基地设备工程师汇报并做记录。

检查工具包括：集装箱、托盘、悬挂短节、短钻铤、导向马达、扶正器、非磁钻铤等等。

检查内容包括：以上各工具数量、长度、形状、内外径、公母扣尺寸以及磨损情况等等。

2、及时与钻井监督以及各作业单位取得联系，以利于今后各项工作的顺利进行。

3、召开作业前准备会议，内容主要包括以下内容：

对整个丛式井作业进行研究，进一步确定作业方案（表层钻进顺序、预斜深度、弯角控制问题、马达本体扶正器等等）；充分了解马达特征，特别是排量、转速、压力降、上扣扭矩等；早报、完井报告及时完成，使基地充分了解现场作业情况；工程与仪器相互配合，优质、高效地完成任务；牢固树立“安全第一”的思想等等。

现场作业全过程

（一）、表层作业

1、工程人员制定向井表层作业指令，并送监督办、钻台各一份，以利于监督、司钻根据具体情况同定向井工作人员进行协商。

2、定向井表层作业指令内容大体如下：

A、使用的导向钻具组合：

17 1/2＂BIT(28*3)+9 5/8＂PDM(1.4o)+16 1/2＂STB+8＂F/V+8＂NMDC1+8＂MWD +8＂NMDC1+7 3/4＂(F/J+JAR)+SUB+5＂HWDP19

B、工程程序

? 接钻头、检查马达、调马达弯角至所需角度。

? 井口组装MWD、量MWD offset值。

? 下至井底试验MWD及马达。

? 外排井钻至设计深度左右时，活动钻具循环携砂，待井底干净后，开始

预斜钻进。

? 初始造斜必须跟上一定的钻压，如跟不上钻压可降低泵排量控制钻时。 ? 初始造斜以及正常钻进时的钻压、排量、转盘转速的范围限制。

C、注意事项

（1）将空气包压力调至立管压力的30％～40％。

因为泵在往复工作时，每个液缸在一个冲程中排出（或吸入）的瞬时液体量近似按正弦规律变化，即使一个泵有几个缸轮流工作，泵排出（或吸入）的瞬时液体总量也不能达到均匀。流量不均匀必然导致压力波动，进而引起吸入和排出管线振动，吸入条件恶化，甚至破坏泵的正常工作；其次是压力波动过大，脉冲信号杂乱无章。因此，为了消除流量不均和压力波动，钻井泵都必须配有适当容积的空气包作为减振装置。特别是在测斜时，应保证空气包压力调至正常值，这样有利于信号的吸收。

（2）吊装工具注意带好护丝。

（3）接立柱时注意取放并清洁滤网。

（4）要求司钻操作平稳，不要猛提快放。

（5）要求泥浆的稳定井壁的能力强（指造斜井段），润滑性好，并保持泥浆清洁，无橡胶编织袋纤维等杂物，以防堵塞MWD仪器。

（6）定向测斜时按MWD操作步骤进行，如QHD32-6-C使用的sperry-sun测量步骤如下：

? 打完一立柱（并划眼），钻具提离井底座卡瓦，静止稳定循环一分钟。 ? 停泵，使泵压和返出流量充分回零。

? 正常接立柱。

? 开泵到工作排量，待测量数据返出后钻进。

(7) 如有异常情况及时通知钻井监督。

二开作业

（一）表层作业完后，工程人员及时熟悉下一口井眼二开作业有关情况，

并将设计数据表与井眼轨迹图交与钻井监督一份。

（二）及时制定二开作业指令并送交钻井监督以及钻台各一份。

（三）移井架至二开井口（认真检查线路，以防被砸坏）。

（四）组装钻具组合，工程人员调马达弯角至需要值、量马达轴向间隙值，

试转驱动接头；仪器人员负责测量offset值并及时记录。

（五）直井段钻进

外排井按规定方向预斜（一般按平台结构的法线方向），里侧井防斜打直；合理选择钻柱上扶正器尺寸、形状；MWD随钻跟踪，可2－3立柱测斜一次，以便进行防碰计算；必要时采用高精度、性能可靠的速率陀螺进行准确定向和绕障。

（六）造斜段

造斜前要保持井底干净，接立柱划眼无阻卡现象后再开始造斜作业；泥浆性能良好，其含砂量要小于1％，控制固含量，保持泥浆有良好的携屑性和润滑性。造斜时既要保证造斜率，又不能使狗腿度超过要求。为此，我们常采用滑动与旋转相结合的方法，这样在保证造斜率的同时使狗腿度较小，进眼轨迹平滑。另外，旋转钻进中及时跟上钻压，提高机械钻速。

浅层造斜时，由于地层松软，因此，在保证携砂的前提下，适当降低排量以减少对地层的水力破碎，提高初始造斜能力；其次，增大钻头水眼；第

三，采用合适角度的马达弯角；第四，减少钻铤的数量，采用加重钻杆加压，增加组合的柔性；第五，初始造斜的1～2个立柱不要开泵顶驱划眼，上下拉通顺后可稳住立柱继续造斜。

另外，在造斜段我们还应作好现场时实记录，根据实钻效果确定滑动与旋转段的长度，保持与设计造斜率相符，确保井身质量合格；司钻亲自扶刹把，送钻平稳；开泵前钻具提离井底0.5~1米，记录马达空载循环压力，然后慢放至井底，附加一定的压差钻井；密切关注泵变化，以防蹩死马达；每次接立柱要取出滤网并检查清洗，发现有裂纹应及时予以更换等等。

（七）稳斜段

稳斜段钻进中，根据井况决定短起下钻，保证井眼通畅；导向钻具组合在井下循环时，不要在一个地方长时间静止循环，以免出现台阶；采用“少调、勤调，考虑地层自然漂移规律，保证井眼轨迹平滑”的原则。

（八）第二次造斜段钻进

由于第二次造斜段钻井中将面临摩阻大，滑动困难等问题，因此常采取以下措施：

? 模拟井眼轨迹，使第二次造斜的井斜与方位调整量最小，狗腿度最

小。

? 在钻达第一靶点前，留好合适井斜与方位，保证钻达第二靶时，井

斜、方位调整量最小，狗腿最小，施工难度最小。

? 调整好泥浆性能，保持良好的润滑性，必要时可短起下钻。 ? 钻具组合尽量优简化。

通井

根据井的实际情况采用以下两种方式：

（1）短起至套管鞋处。（摩阻较小时）

（2）起钻、组合通井钻具、下钻至井底、循环泥浆。（摩阻较大时）

现场作业认识

工具认识

非磁钻铤、短非磁钻铤：在用MWD测量时，在MWD两端加上非磁钻铤可以有效的防止由于钻具带来的磁干扰。

单流阀：保证泥浆单方向流动，可有效的防止钻头水眼被堵塞，泥浆马达以及MWD砂堵。

扶正器：运用于钻具组合里，无论是在转盘钻具组合中，还是在当今用得最为广范的导向钻具中，扶正器都得到了很好的应用。

下面简单介绍一下QHD32-6油田17 1/2”、12 1/4”半井眼使用扶正器的一些情况：

17 1/2”井眼钻具组合如下：

171/2”BIT+X/O+95/8”AKO+161/2”STAB+8”NMDC1+8”MWD+8”S.NMDC1+7 3/4”F/J&JAR+5”HWDP19

对于一开17 1/2”井眼使用的16 1/2”STAB即满足了内排井防斜打直的要求，又保证了外排井预斜的需要。

12 1/4”井眼钻具组合如下：

121/4 ”BIT+95/8”AKO+115/8”STAB+8”F/V+8”NMDC+8”MWD+8”S.NMDC+7 3/4”F/J&JAR+5”HWDP20

121/4”BIT+95/8”AKO+113/4”STAB+8”F/V+8”NMDC1+8”MWD+8”S.NMDC1+7

3/4”F/J+7 3/4”JAR+X/O+5”HWDP20

在二开钻进中使用了11 5/8”和11 3/4”两种扶正器。实事证明，所选用的扶正器适合该地区地层特征,即满足了造斜段具备一定的造斜率,又保证了稳斜段的稳斜效果.

泥浆马达: 驱动头、轴承总成、万向接头、转子、定子等组成。其马达部分由定子和转子组成。泵入钻具的钻井液流经马达推动转子转动后再流经钻头，转子的旋转力传递给钻头带动钻头旋转。

钻具组合时，在保证一定的造斜率和井眼轨迹平滑的情况下，调马达弯角至合适的角度。

仪器认识

一定向井测量仪器包括：

MWD无缆随钻测量仪

SST有缆随钻测量仪

ESS电子陀螺仪

SRO电子陀螺仪

Single-shot单点测斜仪

二下面就以在QHD32-6-C使用的Sperry-Sun MWD谈谈对其认识：

Sperry-Sun MWD基本原理：利用重力加速度计做倾角传感器，用磁通门做方位参数传感器，用集成电路温度传感器提供井下温度参数。MWD测量仪器井下部分在入井之前，预先按定向井工程师对所采集测量数据的要求，进行特定的模式设置，然后将其随钻具组合一并下入井内，由泥浆流动作其动力源，测量信号的输出由泥浆的脉冲波动来完成。在地面井口处安装脉冲信号接收装置－压力传感器，压力感应器将泥浆脉冲信号输进地面计算机终端，再由计算机对此信号进行处理，并将处理过的信息送至钻台上的司钻读数器及操作间内的操作终端，加以显示输出，其所输出的测量结果是定向井工程师可直接采用的倾角、方位、工具面值，到此完成整个测量过程。能保证此套仪器正常工作所需的泥浆排量为220～1200GPM，完成一组数据传送时间为：长测量模式下：4.2分钟；短测量模式下:2.3分钟；工具面1.8分钟。