螺杆钻具的失效分析及对策方案研究

发布时间：2018-03-21 02:37

  本文选题：螺杆钻具　切入点：失效分析　出处：《东北石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：螺杆钻具是目前应用最多的一种井下动力工具。随着我国近年来石油勘探技术的发展,螺杆钻具已经是定向井、水平井等特色工艺井所必备的钻具。然而随着螺杆钻具使用频率的增多,因螺杆钻具失效而引发的井下事故时有发生,进而造成很多经济损失。本论文通过大量的调研,分析螺杆钻具的结构及其工作原理,从螺杆钻具失效数据入手,对螺杆钻具进行失效分析和受力分析,得知螺杆马达和传动轴是螺杆钻具失效的高发部件;旁通阀和万向轴是螺杆钻具失效的主要部件。马达的砂卡、传动轴和万向轴的磨损和断裂是螺杆钻具最容易发生失效的形式。结合实际情况,通过有限元分析法对螺杆马达进行分析。适当的增加螺杆钻具的挠性轴过渡区倒圆半径和挠性轴本体的直径;适当的缩短了传动轴小径段长度和增加传动轴小径段半径。这一系列的改进有效的增加了螺杆马达的使用时间,降低了挠性轴的最大应力,增强传动轴本体的抗扭性,减小传动轴的最大应力和变形量,进而有效的延长了螺杆钻具的使用寿命。针对螺杆钻具失效,结合实际的钻井生产工况,通过对螺杆钻具合理的选择、和使用,改进钻井工艺等手段来降低螺杆钻具失效发生的概率,进而提升螺杆钻具的使用寿命。
[Abstract]:Screw drilling tool is one of the most widely used downhole power tools. With the development of petroleum exploration technology in China in recent years, screw drilling tool has become a directional well. However, with the increase of the frequency of screw drilling tools, the downhole accidents caused by the failure of screw drilling tools occur from time to time, resulting in a lot of economic losses. This paper analyzes the structure and working principle of screw drilling tool, starting with the failure data of screw drill tool, analyzes the failure and force of screw drill tool, and finds out that screw motor and drive shaft are the high probability parts of screw drill tool failure. Bypass valve and universal shaft are the main components of screw drill tool failure. Wear and fracture of motor sand card, drive shaft and universal shaft are the most likely form of failure of screw drill tool. The finite element analysis is used to analyze the screw motor. The radius of the reverse circle and the diameter of the body of the flexible shaft of the screw drilling tool are increased appropriately. This series of improvements effectively increase the working time of the screw motor, reduce the maximum stress of the flexible shaft, and enhance the torsion resistance of the shaft body. Reducing the maximum stress and deformation of the drive shaft, thus effectively prolonging the service life of the screw drilling tool. In view of the failure of the screw drilling tool, combining with the actual drilling production conditions, through the reasonable selection and use of the screw drilling tool, Improve drilling technology to reduce the probability of screw drill failure, and then improve the service life of screw drilling tools.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE921

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本文编号：1641884