渦輪鑽具

渦輪鑽具

渦輪鑽具將沖洗液的動能轉換成機械能的一種孔底動力機,簡稱渦輪鑽。

渦輪鑽具特點

渦輪鑽 鑽探是一種先進的鑽探方法。用渦輪鑽在孔底可以進行鑽探取心。它的迴轉不象螺桿鑽那樣靠液體的壓力而是由液體的流速來驅動。鑽探時鑽桿不轉動,鑽桿工作條件可以得到明顯改善,也沒有旋轉鑽桿柱所需功率的消耗。渦輪鑽可以配合牙輪鑽頭、金剛石鑽頭鑽垂直孔、定向孔和多底鑽孔,缺點是轉速高、扭矩小、軸承壽命短、易損件多、鑽頭壽命較短。

渦輪鑽具發展歷程

20世紀30年代,前蘇聯在石油鑽探中最早採用渦輪鑽具。到50年代,渦輪鑽獲得了迅速的發展。在前蘇聯和羅馬尼亞已成為基本的鑽探方法,歐美國家渦輪鑽探工作量已占總進尺的5~10%。中國從 50年代開始使用渦輪鑽,80年代初,中國核工業部研製成功世界上最小直徑(52毫米)的HD-52型渦輪鑽具,並成功地用於固體礦產鑽探工程。

渦輪鑽具結構

渦輪鑽主要部件是渦輪,每一級渦輪由一個定子和一個轉子組成。渦輪一般由鑄鋼或尼龍製造,渦輪上具有很多彎曲的葉片,定子和轉子的葉片形狀基本一樣,只是葉片的彎曲方向相反。由於一級渦輪所能輸出的功率太小,因此渦輪鑽具通常都是由成百級結構完全相同的渦輪串聯組合而成。為了承受較大的軸向負荷,內部裝有止推軸承。此外,在主軸的三分之一和三分之二處設定兩個中間軸承,起扶正主軸的作用。用渦輪鑽進行取心鑽探時,在驅動軸和鑽頭間,要加接岩心管。標誌渦輪鑽性能特點的基本參數是扭矩、轉速、輸出功率、流量、壓力降和效率。其中扭矩、轉速、輸出功率是體現渦輪鑽具做功的能力和特點的最重要的參數。流量、壓力降、輸入功率是合理使用渦輪鑽具,使其在高效率情況下工作,保證快速鑽進的重要條件。渦輪鑽鑽探時,要充分利用泵的功率,採用大排量、高泵壓;根據岩層的軟硬,合理選擇鑽壓,使用良好鑽頭,防止井斜,對工作介質做好淨化工作。
為了克服普通渦輪鑽具存在的缺點,已研製出多節渦輪鑽具,低速大扭矩渦輪鑽具,帶減速器的渦輪鑽具和外殼旋轉的渦輪鑽具等多種新型渦輪鑽具。改進密封軸承結構及研製超深孔鑽探用的新型渦輪鑽具,是今後一項重要課題。

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