天津立林石油機械公司研制的5LZ216螺桿鉆具1999年被批準為國家級重點新產品,2000年被列入市和國家級火炬計劃項目,2002年6月通過天津市科委組織的專家組驗收。 螺桿鉆具是一種新型的井下動力鉆具,它采用容積式馬達,以鉆井液為動力,產生轉速和扭矩,廣泛用于打定向井、叢式井和水平鉆井,因此能滿足鉆井新工藝的要求,在國外得到了迅速的發展。我國從上世紀80年代開始研制螺桿鉆具,80年代中期引進了美國迪納(DYNA-DRILL)鉆具技術,90年代初形成生產規模,產品覆蓋全國80%以上地區。但迪納和國內幾大廠家目前還尚無216規格。從鉆井工藝要求上看,與197和244鉆具相比,216鉆具具有以下幾個優點:(1)216鉆具屬于鉆井工具里的8″系列,與之配套的工具很完整(特別是打撈工具),因此,在鉆井工藝上使用216鉆具,鉆311mm井眼是實用的、合理的。(2)244鉆具在鉆311mm井眼時不安全,且出事故后沒有合適的工具去處理,而且因環空變小而帶來兩個害處:a.環空流速變大,使井壁沖蝕加快,特別在軟地層井段,更為突出;b.因環空變小,增加了卡鉆的機會,一旦有落物,很容易出現卡鉆。另外,244鉆具本身體積大、重量大、排量大,有時在深井中會出現打不開泵現象。(3)197鉆具在打311mm井眼時,功率不夠,特別是在導向時容易制動,猶如小馬拉大車。(4)從鉆井成本上考慮,每個244鉆具14.5萬元,197鉆具11.8萬元,而一個216鉆具才10.8萬元,大大降低鉆井成本。由此可見,研制生產5LZ216螺桿鉆具勢在必行。 螺桿鉆具共由四部分組成:萬向軸總成、馬達總成、傳動軸總成和旁通閥總成。 其主要指標: A.效率>40%,扭矩6240-8980N.m,馬達壓降:2.48~3.3Mpa,鉆頭水眼壓降:1.4~7.0Mpa,流量:27~50L/s,轉速:90~150r/min,輸出功率:94~140kW; B.外徑216mm,全長6648mm,重量1650kg,彎點距傳動軸端面距離1760mm,端面連接螺紋:上65/8REG,下65/8REG。 該項目的完成對企業乃至我國石油業的發展起到了重要的作用。第一,此項目所新增的生產設備,提高了企業生產能力。例如,根據項目要求,公司于2000年12月將計劃中的設備購置齊全,調試完畢并進行試生產。2001年1月正式投產,年產680套,銷售收入4614萬元,利稅1186萬元。到2002年,生產能力達到800套,銷售收入7174萬元,利稅達到4150萬元。第二,該項目對螺桿鉆具的使用起到推動作用。我國從國外引進的生產線及制造工藝中,沒有216的規格,給很多想使用螺桿鉆具鉆井作業的井隊帶來不便,所以不得不放棄了螺桿鉆具的使用。在鉆311mm井眼過程中,使用216鉆具有配套的打撈工具,很安全,這就推動了螺桿鉆具在油田的應用。第三,隨著鉆井工藝的不斷發展,定向井和水平井在各油田的比例有大幅度增加,而且隨著復合鉆井工藝的出現,以及在深直井鉆井中,為提高效率,減少鉆桿的磨損,也推廣使用螺桿鉆具。因此,螺桿鉆具的需求量在不斷增長。第四,在各油田鉆井公司推廣216鉆具,為降低鉆井成本,縮短鉆井周期起到了明顯的作用,特別是在我國西部油田,效果更明顯。2001年塔里木油田使用216鉆具20套,四川油田24套,基本都是用于4000米以上的深井鉆井,為西部開發做出了貢獻。目前5LZ216螺桿鉆具市場占有率已達到40%。