席云龍

摘要：目前我國(guó)的油田鉆井技術(shù)中，一直使用普遍螺桿存在較多的技術(shù)弊端，例如，傳動(dòng)效果差、容易出現(xiàn)故障、不能長(zhǎng)久使用等情況。在鉆井中，使用高效螺桿就可以有效解決普通螺桿的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油鉆井工作的有效開展。憑借高效螺桿的優(yōu)勢(shì)，像長(zhǎng)時(shí)間使用、耐高溫、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文主要討論高效螺桿在頁(yè)巖油鉆井中的應(yīng)用研究以及高效螺桿鉆具在頁(yè)巖油鉆井中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：高效螺桿;頁(yè)巖油鉆井;應(yīng)用

前言：

隨著群眾生活質(zhì)量的提升，對(duì)石油以及天然氣的需求隨之提升。油氣田企業(yè)需要不斷嘗試改變?cè)械纳a(chǎn)模式，以期在不斷的發(fā)展中可以提供社會(huì)的能源需求。油氣田企業(yè)在開采石油期間，不斷發(fā)展已經(jīng)有的鉆井工藝以及鉆井有關(guān)的技術(shù)，使用高效螺桿可以有效提升頁(yè)巖油鉆井的效率，可以在油氣田企業(yè)中大力推廣。

一、高效螺桿在頁(yè)巖油鉆井中的應(yīng)用研究

在頁(yè)巖油鉆井期間，由于水平段會(huì)隨著鉆井的深度出現(xiàn)延伸，因此在工作的時(shí)候需要選擇高效螺桿鉆具，然后有效提升復(fù)合鉆的使用效率，加強(qiáng)井眼的平滑度，并且提升單趟進(jìn)尺，同時(shí)提升螺桿的機(jī)械轉(zhuǎn)速[1]。這樣經(jīng)過研究螺桿鉆具中的直徑、彎角尺寸、扶正器尺寸，可以充分分析出水平井穩(wěn)斜的影響元素，這樣可以有效選擇高效的螺桿鉆具組合工具，有效提升頁(yè)巖油鉆井的質(zhì)量。但是經(jīng)過充分分析鉆井中的綜合摩阻數(shù)值以及屈曲數(shù)值就可以發(fā)現(xiàn)，假如螺桿的尺寸比較大，這樣在鉆井的時(shí)候使用的螺桿鉆具就比較容易出現(xiàn)屈曲。假如螺桿鉆具的尺寸比較小，更不能滿足鉆井時(shí)候?qū)?qiáng)度的要求，還是容易造成鉆井的空間較大，形成巖屑床，這樣嚴(yán)重的影響頁(yè)巖油鉆井中的施工水準(zhǔn)[2]。經(jīng)過多種形式的計(jì)算可以明確，不同的螺桿尺寸中鉆具在工作中環(huán)空精華能力有不同的影響。直徑16厘米、直徑17厘米、直徑19厘米的螺桿鉆具的攜帶頁(yè)巖比例分別是0.451、0.621、0.701，假如在鉆井期間想要達(dá)到比較好的鉆井凈化程度，就要保證攜巖比例大于0.5數(shù)值。假如鉆井期間將油井的斜度在90°，保證鉆壓定位80KN，并且將螺桿鉆具的轉(zhuǎn)速設(shè)定在60r/min的等值條件，對(duì)螺桿鉆具不同彎度以及扶正器的尺寸對(duì)穩(wěn)斜能力的影響，這樣可以經(jīng)過數(shù)值的模擬計(jì)算出螺桿鉆具以及結(jié)構(gòu)彎度的度數(shù)以及扶正器的尺寸影響著鉆井時(shí)產(chǎn)生的井斜。也就是說，在頁(yè)巖油鉆井中為了提升工作的效率，需要使用鉆頭是七頭、馬達(dá)級(jí)數(shù)在六級(jí)、螺桿鉆具的外徑在172毫米的中高速、大功率的螺桿鉆具。因?yàn)檫@樣螺桿鉆具的橡膠部分使用的就是硬質(zhì)的橡膠材料，在鉆井時(shí)候工作性能相對(duì)穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速有很小的波動(dòng)，還有鉆井時(shí)候的扭矩也會(huì)增加，延長(zhǎng)使用的時(shí)間。

二、高效螺桿鉆具在頁(yè)巖油鉆井中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

螺桿鉆具屬于鉆井中常用的一種關(guān)鍵設(shè)備，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，研發(fā)出新型材料以及使用新型技術(shù)，提升螺桿鉆具有關(guān)配套的零部件質(zhì)量，但是在前蘇聯(lián)的一所研究院成功的研制出扭矩較大且轉(zhuǎn)速低的多頭螺桿鉆井工具，經(jīng)過研究這樣的工具，就可以有效提升鉆井的效率。

第一，擁有耐油基的作用，在頁(yè)巖油鉆井技術(shù)中，通常開采的油氣田介質(zhì)基本上都是水基鉆井液，而頁(yè)巖又是非常清脆的礦物質(zhì)，假如遇到水等液體機(jī)會(huì)出現(xiàn)膨脹[3]。因此不能使用水機(jī)鉆井液，假如這個(gè)時(shí)候使用水機(jī)鉆井液就會(huì)使井眼出現(xiàn)垮塌，還有水機(jī)鉆井液比較容易堵塞井眼，然后影響生產(chǎn)效率。我國(guó)在開采頁(yè)巖油氣的時(shí)候使用油基鉆井液，但是一般的螺桿在鉆井的時(shí)候會(huì)由于有機(jī)鉆井液中含有柴油成分導(dǎo)致內(nèi)部使用的橡膠材質(zhì)工具產(chǎn)生體積變大的現(xiàn)象，一般情況下，普通的螺桿鉆具會(huì)降低鉆井期間的機(jī)械效率，致使橡膠部位出現(xiàn)開離、但是高效螺桿鉆具由于使用新型的材料，因此在鉆井期間擁有耐油基的功能，提升鉆井的效率。

第二，可以使用較長(zhǎng)的時(shí)間，在使用普通螺桿鉆具的時(shí)候，因?yàn)殂@井的摩擦力以及阻力因素，還有鉆井時(shí)候的高溫、油基等等原因的影響，對(duì)螺桿鉆具的使用時(shí)間有一定的影響[4]。因此需要不斷改進(jìn)普通螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的機(jī)械構(gòu)架，使用合金推理軸承替代傳統(tǒng)的串軸承零件，還要改善螺桿鉆具的潤(rùn)滑條件。打個(gè)比方，可以在徑向軸承的兩頭應(yīng)用到油密封的構(gòu)架，使軸承的軸向以及徑向?qū)崿F(xiàn)有潤(rùn)滑，增加螺桿鉆具的使用時(shí)間，提升工作的穩(wěn)定性。

第三，擁有耐高溫的功能，在頁(yè)巖油鉆井的開發(fā)中，因?yàn)殂@井的時(shí)候會(huì)增加井眼的深度，進(jìn)一步提升周圍地層的溫度，只要周圍地層的溫度提升也會(huì)提升井底的溫度。由于在頁(yè)巖油鉆井的時(shí)候，經(jīng)常都是深井以及超深井，因此溫度一般會(huì)提升在170℃。所以在神經(jīng)以及超深井中，出現(xiàn)高溫會(huì)增加橡膠的磨損程度，使螺桿鉆具中的橡膠受到傷害。在使用高效螺桿的時(shí)候，會(huì)有較強(qiáng)的耐高溫性，更好的適應(yīng)井底的高溫環(huán)境。有關(guān)的理論計(jì)算中，就可以使用阿累尼烏斯計(jì)算公式計(jì)算螺桿橡膠的損害以及高溫之間的關(guān)聯(lián)、在螺桿中的橡膠制品中，想要耐高溫就需要對(duì)高分子結(jié)構(gòu)的使用、建立硫化體制、使用防老劑有足夠的考慮，高速螺桿使用丁晴橡膠以及適用于高溫環(huán)境的硫化體制。

第四，擁有較大的扭矩，螺桿鉆具是借助鉆井液的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎巖石的機(jī)械能力的鉆具。因?yàn)槁輻U鉆具在工作的時(shí)候承擔(dān)較大的負(fù)荷，鉆井的時(shí)候因?yàn)槁輻U鉆具和井壁之間存在較大的摩擦力，因此會(huì)增加工作時(shí)候的阻力，螺桿鉆具的扭矩成為提升鉆井效率的渠道。在鉆井期間，完善馬達(dá)的線型，不斷增加馬達(dá)的壓力降，會(huì)增加鉆壓，因此螺桿的壓力值會(huì)隨之提升，同時(shí)提升螺桿輸出的扭矩，這就是高效螺桿扭矩提升的原理。因?yàn)槭褂酶咝輻U鉆具的使用可以有效提升頁(yè)巖油鉆井的扭矩，提升鉆井的效率，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，在頁(yè)巖油鉆井中使用高效螺桿，因?yàn)槠溆忻黠@的優(yōu)勢(shì)，可以提升鉆井時(shí)候的使用時(shí)間，在單次下井循環(huán)使用的時(shí)候，其壽命可以長(zhǎng)達(dá)十天左右，還有較強(qiáng)的動(dòng)力，在頁(yè)巖油層鉆井的時(shí)候使用高效螺桿可以保證扭矩提升四分之一的動(dòng)力。高效螺桿還有較強(qiáng)的耐高溫作用，可以在大于170℃的環(huán)境中穩(wěn)定工作。因此在復(fù)雜的鉆井作業(yè)中使用高效螺桿可以提升工作的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫所棟. 高效螺桿在頁(yè)巖油鉆井中的應(yīng)用[J]. 清洗世界，2021，37（03）：102-103.

[2]周磊，李應(yīng)新，于貴健等. 高效螺桿在吉木薩爾頁(yè)巖油鉆井中的應(yīng)用[J]. 化工管理，2020，（16）：170-171.

[3]劉堅(jiān). 高效螺桿的效益分析[J]. 化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（12）：219-220.

[4]李紹文. 高效大直徑小長(zhǎng)徑比螺桿在編織袋生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展，2013，（13）：45-46.