涡轮钻具及其应用
涡轮钻具复合钻井技术及其在塔河油田的应用
内（ 为涡轮定 、 转子的无 冲击转速） 使其达到最佳工 ， 作效率 ， 钻头实现最佳工作状态 ， 即获得最好的机械钻 速， 这便是涡轮钻具复合钻进最佳工况＿ 。涡轮钻具复 ２ ］
合 钻井 时 ， 盘 转 速 最好 控 制 在 ３ ～ ７ｒｍｉ， 则 上 转 Ｏ ０／ ｎ 原
井 眼越深 、 井斜 越 大 、 眼越 小 ， 盘 转 速则 越 低 ， 井 井 转 钻
无橡胶元件 ， 全金属的涡轮钻具耐高温 ， 适合在深井、 超
深井 、 高温环境和复杂地质条件下钻进。一体式 Ｐ Ｃ Ｄ 、
Ｂ Ｃ和 天然金 刚石 钻 头 均 是 以切 削方 式 破 岩 ， 作 时 Ｄ 工 需要 的钻 压小 、 转速 高 、 量低 ［ ， 能 １ 正好 与涡 轮钻具 的输 ］ 出特 性相 匹配 。所 以 ， 用 涡 轮 钻 具 的高 转 速特 性 ， 利 配
转速高 、 钻压小。因此 ， 从作用机理上讲 ， 井下动力钻具
配合高效钻头技术既可实现“ 轻压吊打” 又可实现“ ， 防 斜打 陕” 即将 优质 与高效 有机 地结合 起来 。近 年来 ， ， 在
西部油 田新 区 ， 了实 现 防斜 打快 的 目的 ， 直 螺杆 钻 为 对“ 具＋Ｐ Ｃ钻 头 ” 常规 涡 轮钻 具 ＋Ｐ Ｃ钻 头 ” 术 进 Ｄ 和“ Ｄ 技
们 可独立装 配与运ห้องสมุดไป่ตู้输 ， 在井 口通过 丝扣 联接 。涡轮 节是
液流量在 满足 钻井 要求 的情 况下越 大越好 。 在采 用 涡轮钻 具钻进 的同时 ， 动转 盘或 顶驱有 如 启 下 优点 ［ ： 防止 钻 具 卡 钻 ， 少 钻具 对 井 壁 的粘 附 作 ３① ］ 减
动力源， 输出高转速的动能 ； 支承节 主要承受涡轮的轴
涡轮钻具在俄罗斯的应用及发展方向研究
涡轮钻具在俄罗斯的应用及发展方向研究摘要：涡轮钻井在俄罗斯一直是有效和经济适用的钻井方法。
文章分析了俄罗斯涡轮钻井的应用现状。
涡轮钻具存在着诸多不足，不是所有区域都适合涡轮钻井。
要想提高涡轮钻井效率，就必须从改变涡轮钻具的结构入手，同时还需选择与涡轮钻具相匹配的高效钻头。
并分析了俄罗斯涡轮钻具的发展方向，对研发我国的涡轮钻具具有重要的借鉴意义。
关键词：涡轮钻井；缺点；钻头；发展方向涡轮钻具也是一种液动马达，涡轮壳体里面装有多级成对的涡轮定转子，工作时钻井液在泵的作用下首先进入涡轮定子，涡轮定子使钻井液具有一定的方向和速度进入涡轮转子，涡轮转子使钻井液的水力能量转变为涡轮钻具输出轴驱动井底钻头的转动机械能。
涡轮钻具转速范围大，可使用牙轮钻头、PDC 钻头和各类孕镶金刚石钻头；涡轮钻具定转子使用寿命长，存放时间不受限制；耐高温和高压，适用于高温高压井。
涡轮钻具克服了螺杆钻具的缺点，是深井、超深井、高研磨性、高抗压强度、高温地层的有效提速手段。
20世纪20年代后期前苏联开始研发涡轮钻具，1923年研制成功，到20世纪50年代，前苏联取得了一大批有价值的理论研究成果，使涡轮钻井技术成为前苏联重要的钻井方法。
几十年来，前苏联通过对涡轮钻具的性能与结构不断进行完善，基本上满足了现场钻井工艺要求，涡轮钻井技术的钻井进尺占到了总钻井进尺的80％以上。
1俄罗斯涡轮钻具应用现状分析涡轮钻井在俄罗斯一直是一种经济、有效且适用的钻井方法。
在俄罗斯大部分油气田钻井过程中使用涡轮钻井方法是有根据的，该种钻井方法尤其适用于斜井。
最近，涡轮钻井在斜井钻井区域不存在严重竞争，在这种情况下，涡轮钻井方法的优势是显而易见的，如：钻杆不旋转，轻质合金钻杆，高机械钻速等等。
多年来，当钻井液流量为44～48l/s时，在西西伯利亚一直采用高度机动的涡轮钻具3ТСШ1-195ТЛ ，此工艺虽然保证了较高机械转速，但同时也导致井壁侵蚀坍塌。
技术最过硬的钻井队在500~3 000 m井段也要划眼12～15次，而其它的钻井队达20～25次。
一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法与流程
一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法与流程在石油开采领域，高效、稳定的钻井技术至关重要。
本文将介绍一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及其操作方法和流程，该技术具有高效、节能、环保等特点，为我国石油勘探开发提供了有力支持。
一、涡轮钻进式多分支小井眼完井工具1.工具组成该工具主要由以下几部分组成：（1）涡轮钻头：采用高速旋转的涡轮钻头，提高钻进速度和效率。
（2）多分支钻杆：钻杆上设有多个分支，用于同时钻探多个井眼。
（3）导向装置：确保钻头沿预定轨迹钻进，提高钻进精度。
（4）动力系统：为涡轮钻头提供动力，驱动钻头旋转。
2.工具特点（1）高效节能：利用涡轮钻头高速旋转，提高钻进速度，降低能耗。
（2）环保：减少泥浆排放，降低对环境的影响。
（3）多井眼钻探：一次钻进多个井眼，提高勘探开发效率。
（4）适应性强：适用于不同地质条件，具有较强的适应性。
二、操作方法与流程1.操作方法（1）准备工作：对设备进行检查，确保设备正常运行。
（2）钻进：启动动力系统，驱动涡轮钻头旋转，开始钻进。
（3）导向：通过导向装置，调整钻头钻进方向，确保钻头沿预定轨迹钻进。
（4）多井眼钻探：利用多分支钻杆，同时钻探多个井眼。
（5）完井：完成钻进后，进行完井作业，包括井筒清洗、固井等。
2.操作流程（1）设备检查：检查设备运行状态，确保设备正常。
（2）钻进参数设定：根据地质条件和设计要求，设定钻进参数。
（3）钻进作业：按照设定参数，进行钻进作业。
（4）监测与调整：实时监测钻进情况，调整钻进参数和导向装置。
（5）多井眼钻探：利用多分支钻杆，同时钻探多个井眼。
（6）完井作业：完成钻进后，进行完井作业。
（7）设备维护：钻进作业结束后，对设备进行清洗、保养和维修。
总结：涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法与流程，为我国石油勘探开发提供了一种高效、节能、环保的技术手段。
在实际应用中，需根据地质条件和设计要求，合理设定钻进参数，确保钻进作业的顺利进行。
TM-175新型涡轮钻具在大北19-17井的试验与应用
西 部探矿 １ Ｐ ｊ ２ ６ ＤＣ钻 头 ＋ Ｔ 一 １ ５新 型 涡 轮 ２ Ｍ ７ 钻具 （５ ９ｍ） ４Ｄ 两 柱或 １ ） １． ８ ＋６／＂ Ｃ（ 柱 ＋ＤＰ ；
维普资讯
４ ２
西 部探矿 工 程
２０ ０ ７年第 ５期
Ｔ 一１ ５新 型 涡 轮 钻 具在 大 北 １ —１ Ｍ ７ ９ ７井 的试 验 与 应 用
常 领
（ 胜利 油 田渤海钻 井 一公 司 ７ ５ ５队， ０２ 山东 东 营 ５ ２ ７ ７３ ）
支撑节型式 ： 四支点金属滚动轴承 ， 并联双向承载 ； ＴＣ扶 正轴 承 ； 涡轮节 型式 ： 挂式 ； 悬 润 滑方式 ： 开式 钻井 液润 滑 ； 钻具 外 径 ： １５公称 外径 为 １５ ７ ７ｍｍ； 钻具 长 度 ：６ ２ｍ（ １． ６ 两个 涡轮节 加一个 支撑节 ） ； 钻具 质 量 ： ３ ２ ｇ ２０ ｋ ￣ 连 接扣 型 ： 钻杆 （Ａ１）至钻 头 （３ ） 至 ４ ０， ４０ ； 钻压 ： 根据所用的钻头及现场工艺确定 ； 允许 环境 温度 ： ２０ 。 ≤ ５℃ １ ２ 最优工况时的涡轮特性（ ． 以钻井泥浆为工作介质 ， ２ ℃环境 温 度） Ｏ
钻井 。 １ １ 基 本参 数 ． 节数 ： 涡轮节 ２个 ， 撑节 １ ； 支 个
采用六方键对接与螺纹上紧。在井 口 对接时， 先将支撑 节用卡瓦座于转盘上（ 注意安全卡瓦一定要砸紧）用提 ， 升短节将长 ７ ８ｍ 内装 ｌ５ １０ ｍ １ 级涡轮的涡轮节提至井 口， 下放 涡轮 节 ， 只要对 中六 方键 即可插 接 ， 当插接 遇阻 时， 可用链钳少许转动 涡轮节即可， 然后用大钳将 涡轮 节 的下 接头 与支撑 节 的上接 头 的螺纹按 正 常力 矩 上紧 。 用 同样 的方 法 ， 将装 有 １ ５ 涡轮 长 ７８ ｍｍ 的悬 挂式 １级 １０ 涡 轮节 提升 至井 口与 下涡轮 节对 接 ， 紧联 接螺 纹 。 上
井底水力涡轮钻具使用手册
井底水力涡轮钻具使用手册一、概述涡轮钻具是一种井底水力发动机，里面装有若干级涡轮（定子和转子），定子使液体以一定的方向和速度冲动转子，而转子将液体这种动能转变成带动钻头旋转破碎地层的机械能。
1、涡轮钻具型式及直径系列国产涡轮钻具型式、型号与橡胶机械性能均应符合SY /T5401—91规定。
（1）涡轮钻具型式单节式：只有一个涡轮节的涡轮钻具。
多节式：有两个以上涡轮节的复式涡轮钻具。
支承节式：全部轴向推力轴承安装成专门单体的涡轮钻具。
（2）型号表示法例：3WZ—195Z3 表示这是一种195mm直径、带支承节及水力制动节的、经过三次改进后的、具有三个涡轮节的涡轮钻具。
WZl—172—2 表示这是一种172mm直径、不带支承节的、经过二次改进后的单节式涡轮钻具。
WZ—240 表示这是一种240mm直径、带支承节的单节式涡轮钻具。
（3）直径系列见表3－1、轴接头的螺纹见表3－2、涡轮钻具各部位螺纹上紧扭矩见表3－3。
表3－1 国产涡轮钻具直径系列(SY/T5401—91)表3－2 轴接头的螺纹表3－3 涡轮钻具各部位螺纹上紧扭矩(SY/5547—92)单位：N·m（4）涡轮钻具按其结构和用途大致可分为：单式涡轮钻具、复式涡轮钻具、短涡轮钻具、弯壳体涡轮钻具、带减速器的涡轮钻具、带滚动轴承的涡轮钻具和高速涡轮钻具等等。
二、涡轮钻具技术规格及结构由于国内目前主要使用单式普通涡轮钻具，故本手册将以国产WZ系列的涡轮钻具为例，介绍涡轮钻具的规格、结构、特点及使用要求。
1、涡轮钻具的技术规格及工作性能（1）涡轮钻具的技术规格WZ系列和FZ系列的各种涡轮钻具的技术规格见表3－4、表3－5。
表3－4 WZ系列涡轮钻具规格表3－5 FZ系列涡轮钻具规格（2）涡轮钻具的工作性能工作液为清水、钻井液时工作性能见表3－6、表3－7、表3－8。
表3－6 涡轮钻具性能液体：清水（密度1g/㎝3）表3－7 WZ涡轮钻具使用参数(SY5547—92)表3－8 涡轮钻具性能液体：钻井液（密度1.2g/㎝3）（3）涡轮钻具的特性曲线涡轮钻具的特性曲线，就是涡轮钻具的主要技术参数之间的关系曲线，如图3－1所示。
涡轮工具在元坝10-1H井的成功应用
涡轮工具在元坝10-1H井的成功应用元坝10-1H井是西南油气分公司布置的一口生产评价井，大斜度水平井。
完钻井深7805m,垂深m。
水平位移超过m。
由胜利油田川东北工委70112钻井队承钻。
为了提高机械钻速，加快元坝油气田开发进度，决定在本井三开井段使用涡轮+孕镶金刚石钻头提速工艺。
平均机械钻速达1.73m/h。
大大缩短了该井的钻井周期，取得了良好地效果。
1涡轮钻井技术概述涡轮钻具近年来有了较大的发展，大扭矩高速涡轮钻具工作转速为500～2000r/min，主要适应于孕镶金刚石钻头。
高速涡轮钻具定转子均为铸钢或不锈钢铸造件，耐冲刷。
在普通钻井液中可正常工作800～1000h，涡轮钻具的最大优点是不含橡胶件，耐高温，工作温度可达250～300℃，适用于深井、超深井和高温高压井，1套涡轮钻具检修后可多次重复使用。
近十多年来，国外采用先进的涡轮钻具与PDC钻头、金刚石钻头和孕镶金刚石钻头配套钻井技术，提高了机械钻速，缩短了建井周期，降低了钻井成本，这是国外近年来涡轮钻井技术较快发展的主要原因。
目前国外采用涡轮钻具钻井一般能节约钻时40～50%，节约钻井成本约1/3左右，美国、加拿大、德国、埃及等许多国家应用涡轮钻井技术所钻井（特别是深井和超深井）的比例在不断增加，所使用的涡轮钻具数量也越来越多。
1.1涡轮钻井优点（1）可以提高机械钻速，大幅度缩短钻井周期。
（2）提高钻具稳定性，保护钻具及井下工具。
（3）配合孕镶金刚石钻头，提高单只钻头寿命及进尺，减少起下钻时间。
与使用牙轮钻头相比，单趟钻平均可节约5-8次起下钻。
（4）减少钻井液对储层的浸泡时间，有利于保护和发现油气层。
（5）可提供良好的井眼条件，有利于提高固井和完井质量。
（6）涡轮钻井技术是高研磨性地层提高钻井速度的有效技术，有利于加快油气田勘探开发进程。
1.2实施涡轮钻井的条件（1）涡轮钻具需要一定的压力损耗以提供足够的能量输出，要求钻井泵具有足够的功率，以保障涡轮钻具需要的水力能量。
涡轮钻具
导向涡轮钻具配 合一体式的PDC 等钻头在某些地
层防斜快打
深井、超深井 井段提高深井
转速
感谢聆听
涡轮钻具的结构、工作原 理及使用
报告人：夏孝杰 中国石油大学（华东）
2015年10月
CONTENTS
涡轮钻具发展 涡轮钻具的结构 涡轮钻具的工作原理 涡轮钻具的使用
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的结构
工作原理
涡轮钻具的使用
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的结构
工作原理
涡轮钻具的使用
• 1873年，CGCrass在美国第一次提出了涡轮钻具的概念，后经德国人MaxBlumerreich及 MCBaker的改良，涡轮钻井技术从此开启；
图1-2 单级涡轮钻具工作示意
图1-3 多级涡轮钻具工作示意
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的结构
工作原理
涡轮钻具的使用
涡轮钻具的使用
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的结构
工作原理
涡轮钻具的使用
以上数据说明涡轮钻井技术较常规钻井技术有巨大的优势
涡轮钻具的发展
涡轮钻具的结构
工作原理
涡轮钻具的使用
涡轮钻具的特点：
➢ 强动力输出 ➢ 所有都是金属件 ➢ 不同涡轮叶片类型 ➢ 模块式工具（轴承/马达/稳定器） ➢ 内可调式中间稳定器 ➢ 末端公扣式驱动轴-顶端母扣式钻头 ➢ 不同地层需选择相应的钻头,不需要选
• 1923年，俄国工程师取得单级减速器涡轮钻具的专利，并在俄国巴库地区用它钻了第一口井； • 1924年，第一家美国公司Scharpenberg利用单级减速器涡轮钻具在美国钻出第一口井，同
年获得多级减速器涡轮钻具专利； • 1934年，前苏联工程师PPShumilow，RALoannesyan着力于工业用多级减速器涡轮钻具的
第三章蜗轮机械
第三章 涡轮机械第一节 概 述涡轮钻具是一种结构比较特殊的井下动力钻具，它由钻井泵打出的高压钻井液来驱动。
涡轮钻具钻井与转盘钻井相比，主要优点是：将能量集中在井底驱动钻头旋转以破碎岩石，此机械钻速较高；钻井时钻杆不转动，减少了钻杆的磨损和断裂事故，延长了钻杆的使用寿命，特别适合于打定向井、丛式井以及进行修井、侧钻等特殊作业。
涡轮钻具在前苏联一直作为主要的钻井工具，钻井总进尺占80%以上。
长期以来，涡轮钻具主要是配用牙轮钻头打井，存在着涡轮钻具转速高，牙轮钻头寿命短、进尺少，及其像胶一金属推力轴承工作寿命不长等缺点；但随着高转速、低钻压聚晶金刚石复合片PDC 钻头的推广应用，随钻测量技术的普及，以及各种新型结构的出现，涡轮钻具在石油、天然气钻井工程中将会发挥越来越大的作用。
一、涡轮的工作原理涡轮钻具是接在钻杆的下端，随钻杆一起下到井底的一种井底动力钻具。
涡轮钻具中的涡轮，是把液体能（主要是动能及部分压能）变为涡轮轴上的机械能，从而带动钻头旋转破碎岩石。
涡轮钻具是一种特殊结构的水涡轮，它的作用原理和地面上的一般水涡轮相同，可用下面简单的例子说明，如图3-1所示。
漏斗A 可绕0102轴旋转，将液体从漏斗上部灌入，下部喷出，喷出的速度大小和方向与进口不同。
液流进出口动量矩的变化，使漏斗中的液体受一力矩。
该液体以大小相等方向相反的力矩作用在漏斗上，使漏斗沿箭头所示方向转动。
如把几个漏斗沿0102轴的圆周放置，成一整体就构成了涡轮，即可带动0102轴旋转作机械功。
可见要使漏轮轴作机械功，必须使液流在进入工作轮前具有一定的方向和速度，因此，液流在进入工作轮前应通过一个导向装置。
在涡轮的导向装置（或定子）中，只发生液体能形式的改变，把部分压能转换为动力能，并把液流引导一定方向。
而工作轮（或涡轮转子）中，发生液体能转换成机械能的过程，并带动涡轮轴旋转，对外作机械功。
钻井用的涡轮钻具，在工作条件和结构方面都与地面的水涡轮有很大区别。
深井涡轮钻具复合钻进技术应用
目的。
前 苏联 涡轮钻 具技 术研 发及应用处 于世界 前列 ， 涡
使用高速涡轮配孕镶金刚石钻头钻进 ， 机械钻速达 到 ０ ７ｍ／ ， ．４ ｈ提高了钻井速度。 ２ 准 噶尔盆 地试验 应用 深井 高密 度钻 井液条 件下钻具 循环 压耗高 ， 加之 涡 轮钻具本 身 压降大 ， 因此 ， 深井 使 用 涡轮 钻 具对 机 泵 能 力要求 也较 高 。 涡轮钻 具转速 与排量 成正 比， 出扭 矩及 压降 与排 输 量 的平 方成 正 比， 功率 与钻 进 排 量成 三 次方 关 系 ， 量 排 的变 化对功 率影 响较大 。在保证 清岩 、 携岩前 提下 可选 择涡 轮钻具 最大 功率 时 的排 量 作 为钻 进 排量 。涡轮 钻 具转 速为 其 空 转 转 速 一 半 时 ， 率最 大 。在 恒 定 排 量 功 下， 涡轮钻 具 的每个转 速 对应 一 个 钻压 值 ， 可确 定 出 故 在 此情况 下 的最 优 钻压 值 。涡 轮钻 具 机 械钻 速 与钻 压 间存 在对 应关 系 ， 钻压增 加 、 机械钻 速增加 ， 当钻压 达 到 某 一值 时 ， 机械 钻速 达到最 大值 。 由于深井 起 下 钻 时 间 长 ， 保 证 涡 轮 钻 具 正 常 工 为 作， 施工前 需要 综合考 虑钻 头推荐 排量 和环空 上返流 速 要 求 、 具使 用情况 和 地 面设 备 能力 ， 必 须满 足 涡 轮 钻 除 钻具 压降外 ， 要综 合 计算 立 压 、 环 压耗 、 头 压 降 、 需 循 钻 涡轮钻 具压 降 的关 系 ， 合理 选 择 相关 参 数 ， 制定 详 细 的 施工 方案 。
＊ 收 稿 日期 ：０ 卜１—３ ２ １ ０ １
引进涡轮钻具在深井中的应用
引进涡轮钻具在深井中的应用安勇(大庆钻探工程公司钻井三公司， 黑龙江 大庆 163412)摘要：目前深层Q2以下地层可钻性级值为4～10.5级，硬度为2000～5000MPa，其地温高，地层研磨性极强,限制了PDC 钻头及井下动力钻具的使用。
为了探索深层钻井提速，解决限制钻速的瓶颈，特引进俄罗斯涡轮钻具进行试验，并取得了一定经验，为进一步探索涡轮钻具在深井提速上的应用前景，现论述如下。
关键词：涡轮钻具;国内外现状;现场应用;取得认识近年来,随着深部油气藏的勘探和开发,深井和超深井的数量大幅度增加,但深井普遍存在地温高且深部地层坚硬的地质特点，寻找影响深井机械钻速的主要原因有：深井高温条件下,岩石的可钻性变差,限制PDC 钻头及井下动力钻具的使用。
深部井段的岩石在高温压作用下其强度和塑性大幅度增加,破岩机械能量不足，钻头破岩效率降低,岩屑清除困难.为提高井底钻头的破岩机械能量,目前可采取的行之有效的措施就是提高钻头工作转速。
而涡轮钻具正满足即可以提供抗高温并且能够输出大扭矩的作用。
1 涡轮工艺涡轮钻具主要以叶片进行动能传输的一种动力钻具，没有橡胶件密封，具有抗高温、转速高、大扭矩的优点。
引进的俄罗斯TRM 减速器涡轮钻具，采用一节或多节涡轮节组合，配置了充油密封保护行星齿轮减速器,减速器上下两端连接开式支承节，支承节在行星齿轮机构的上下侧将轴向、径向轴承系统集成到密封腔里,结构非常紧凑,不超过3-4m,可与一节或多节涡轮节组合。
为了深井和超深井在高温高压条件下使用涡轮钻具,采用了高速涡轮(空转转速2000-3000r/min)与一级或二级减速器结合,下部通过弯接头或短节与支承节相连,采用整体充油密封保护,形成一个整体密封的钻具。
2 现场应用引进涡轮钻具在两口井进行试验，一口井在超深井XX 井，采用一级减速涡轮配合孕镶金刚石钻头；一口在XXX 井采用一级减速涡轮钻具配合PDC 钻头进行提速对比试验，两口井累计进尺427.39m，平均机械钻速12.83m/h。
涡轮钻具在川西深井段的应用分析
（ 中石 化 两 南 油 气 分 公 司 工 程 技术 研 究 院 ，四川 德 阳 ６ ８ ０ ） １ ０Ｏ
摘 要 目前 川 西 深 井 钻 井 面 临 的 主 要 问题 是 在 须 四 、 三 井段 机 械 钻 速 不 高 ， 过 螺 杆 ＋ Ｄ 钻 头 、 气 钻 井 等 新 须 通 Ｐ Ｃ 空 工 艺技 术 仍 未 能 达 到 预 期 的 效 果 。通 过 分 析 涡轮 及 孕镶 金 钢 石 钻 头 的 主要 性 能 ， 出采 用 高转 速 涡 轮＋自锐 孕 镶金 钢 石 钻 提 头 配 套技 术 来解 决 川 西 深 井钻 井所 面 临的 问题 。 同时 ， 出 了相 关 的技 术 措 施 、 工方 案 及 经 济 性 评 价 。 提 施
ｏ ｉ ｈ ｏｍａｉｎｉ ｓ ｉｈ ａ ． ｈ ｘ ｅ ｔｄｅ ＿ ｔｓｎ ｔ ｃ ｕｒｄｔｒｕ ｈｔｅｓＩｗ Ｉｄｗｉ ＤＣｂｔａｒ ｒ ｌ ｇａ ｄｏｈ ｒ ｆ ｉ ｅＦ ｒ ｔ ｎＷｅ ｔ ｃ ｕ ｎ Ｔ ｅｅ ｐ ｃｅ Ⅱ ｃ ０ ｑ ｉｅ ｈｏ ｇ ｃ＿ Ｕ ｔ Ｐ ｉ ｉ ｄｉｉ ｎ ｔｅ Ｘｕ ａ ｏ Ｓ ｅ ｉ ａ ｈ ｅ ＿ ｈ ， ｌｎ
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第六节涡轮钻具
二、 涡轮钻具基本结构
1.涡轮钻具基本组成（图4.6.1）
涡轮马达总成
稳定器 弯接头总成 支撑节总成 图4.6.1 涡轮钻具的结构
涡轮钻具主要由以下部分组成： 1）涡轮马达总成 2）弯接头总成 3）支撑节总成 对于减速器涡轮还有减速节（图4.6.2）总成。
图4.6.2 减速器涡轮的结构
2.涡轮钻具各部分的作用 涡轮马达总成主要有壳体、转子叶片、定子叶片和涡轮轴构成，其作 用是将高压流体的水力能转换成驱动钻头的机械能，其物理基础是液力传 动的欧拉方程式。 弯接头主要由壳体和弹性轴组成，其作用类似于万向轴，使马达形成 造斜用弯角。 支撑节主要有止推轴承、径向扶正轴承、传动轴、壳体和传动接头组 成。其作用主要是承受轴向力，并将马达动力平稳的传递到钻头。 为降低涡轮转速、增加输出扭矩，出现了减速器涡轮钻具。对于减速 器涡轮的减速器主要由行星齿轮、止推轴承、齿轮密封系统等组成（图 4.6.3）。其作用是降低马达的转速、增加扭矩，与钻头匹配。
尽管如此，涡轮钻具作为一种重要的钻井驱动方式，有关其技术改进 的努力就一直没有停止过，以俄罗斯和法国为代表的世界各国一直致力于 完善涡轮钻具技术的研究和开发。 涡轮钻具不仅被俄罗斯广泛应用，西方国家利用先进的钻头制造工艺 技术，进一步推动了涡轮钻具的应用领域，初步解决了深井钻井中遇到的 许多难钻地层钻速慢的难题。近年来，世界各国采用涡轮钻具钻井的工作 量有逐年增长的趋势，特别是在南美和加拿大地区采用高泵压配合涡轮钻 具和PDC钻头或金刚石钻头钻井技术取得了很大的成功。据资料，在加拿大 涡轮钻具钻进进尺达到钻井总进尺的60~70%。 随着涡轮钻具在其结构和性能方面的不断改进和完善，具有不同使用 性能和满足不同钻井需要的新型涡轮钻具的相继研发，涡轮钻具推广应用 展现出良好的前景。
高速弯涡轮在哈国7615井的应用
高速弯涡轮在哈国7615井的应用摘要：哈萨克斯坦希望油田7615井是一口三开结构定向井，斜井段施工均在三开。
三开井段岩性多为灰岩、白云岩、泥板岩，可钻性差，钻头选型无合适PDC可用。
考虑到定向井和地层特性，选用了SMITH Neyrfor公司生产的高速弯外壳涡轮配合孕镶齿钻头，既减少了牙轮钻头故障的发生，又对定向井段实现一体化钻井。
此工具首次在该油田定向井使用，应用井段2455-2740m，井斜自0.6°增至23°，机械钻速达到3.56m/h，与邻井7619井同井段相比提高37%。
为高速弯涡轮配合配合孕镶齿钻头在此区域定向井施工提供了经验。
关键词：弯涡轮钻具定向钻井造斜轨迹控制一、前言自20世纪80年代第一个井下可导向涡轮钻具问世以来，涡轮钻具得到不断发展，目前可用于直井及定向井钻井作业。
涡轮钻具是一种井底水力发动机，内部装有若干级涡轮，通过涡轮外壳导向液体（钻井液）以一定的方向和速度冲动转子，转子将液体（钻井液）的动能转变为机械能，带动钻头旋转破碎岩石。
7615井是中石油阿克纠宾油气公司（CNPC）在哈萨克斯坦希望油田部署的一口单靶生产定向井，钻探层位石炭系。
设计垂深（靶心位置）3300m，位移300m，方位251°，靶心半径50m。
该井自2012年7月26日一开，2012年9月16日完钻，钻井周期52天17小时。
该地区由于地层古老，三开井段（约2300m～3400m左右）钻遇石炭系：KT-Ⅰ、MKT、KT-Ⅱ地层。
KT-I，埋深一般为2800m左右，岩性为灰色灰岩、白云岩，有溶解孔洞和裂缝，灰色的泥质板岩，粉砂岩，含有黄铁矿、石灰石。
MKT，埋深一般在3100m左右，岩性为灰色泥质板岩为主。
KT-Ⅱ，埋深一般为3400m左右，岩性为灰色白云质灰岩，含有机碎屑、鱼卵石的灰色泥质板岩。
三开电测数据经专业公司分析，结果为：三开地层抗压强度平均为40000psi，内摩擦角平均40°，为硬脆性地层。
涡轮钻具介绍
涡轮钻具的改进
目前FBS型涡轮钻具的尺寸
钻具尺寸
2-7/8″ 3-3/8″ 4-3/4″ 5″ 6-5/8″ 7-1/4″ 9-1/2″
井眼尺寸
3.25-4.0 ″ 3.75-5.375 ″ 5.625-6.75 ″ 6.0-6.75 ″ 7.625-9.875 ″ 8.375-9.875 ″ 12.0-17.5 ″
涡轮钻具的改进
涡轮钻具叶片的压力分布图
标准压力 扭 矩 涡 轮 压 降
钻井范围
钻头转速
涡轮钻具的改进
涡轮钻具轴承座圈图
• • •
PDC止推轴承具有较高的耐研磨能力，可以在超高温（目前最高温度233 ℃）下进行作 业，并能够承受较大的轴向载荷 PDC材质具有较小的摩擦系数，不受钻井中存在的天然的或者泥浆里的化学物质的影响 轴承的承载能力和低摩擦系数从而使其高效、结构紧凑，因此也大大缩短了钻具长度
井下动力钻具基本原理
应用在所有液动动力钻具（如容积式液动螺杆和 涡轮钻具）中的简单物理特性和参数：
• • • • 动力钻具是转换液能到机械能 输出动力小于输入动力 一般来讲，输出动力大约是输入动力的55－65％ 影响传输特性的主要因素是效率的输出和效率的保 持 • 提高性能和可靠性的关键是先进的设计和科学选材
流体静压头对塑性页岩的影响
涡轮钻具耐高温高压性能
流体静压头对塑性页岩的影响
井眼质量
井眼质量为什么是重要的？
另外：
• • • • •
经检验它是确定井眼质量的主要因素
能确保钻压的顺畅传递 降低扭矩，减小阻力 有助于大大降低钻柱的卡钻事故 容易下入测井工具 提供较好的测井质量数据（使用贴井壁工 具时） • 容易下入套管/衬管/取芯筒 • 容易下入完井设备
井下动力钻具
涡轮钻具的工作特性
在转子进口与出口处， 在转子进口与出口处，单位重量液体的能量一部分变为涡轮的机 另一部分为转子内的水力损失， 械能 H ,另一部分为转子内的水力损失，即 另一部分为转子内的水力损失
l
p1 − p0 c1 − c2 + = H l + h转 ρg 2g
2 2
上式表明，涡轮中机械能的来源， 上式表明，涡轮中机械能的来源，一部分是转子中液体的压力降 除去水力损失），另一部分是转子的动能降， ），另一部分是转子的动能降 （除去水力损失），另一部分是转子的动能降，由于转子出 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度， 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度，所以转子的动 能降等于定子中动能的增加值， 能降等于定子中动能的增加值，它是由定子内的压力降变来 的。 ∆p转 ∆p定 ∆p Hl = − h转 + − h定 = −h ρg ρg ρg 或者
∆p
涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 总效率 η =η η
机 i
转化效率
ηi = η水η容
涡轮钻具的工作特性
根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值， 根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值，可近似做出涡 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。
单螺杆钻具的结构和作用原理
图 5 迪纳钻具结构 1—旁通阀；2—螺杆（转子）；3—定子衬套； 4—万向轴；5—主轴；6—钻杆接头。
单螺杆钻具的结构和作用原理
为迪纳单螺杆钻具的结构图， 图5为迪纳单螺杆钻具的结构图，它主要由旁通阀、 为迪纳单螺杆钻具的结构图 它主要由旁通阀、 马达（包括定子和转子）、万向轴及主轴等组成。 ）、万向轴及主轴等组成 马达（包括定子和转子）、万向轴及主轴等组成。 旁通阀装载钻具的顶部， 旁通阀装载钻具的顶部，它的作用是在下钻时允许钻 井液充入钻杆柱，起钻时允许钻井液从钻杆柱放空 井液充入钻杆柱， 在循环钻井液及钻具工作时， ，在循环钻井液及钻具工作时，关闭旁通阀的旁通 使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 孔，使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 旁通孔又会自动打开。 旁通孔又会自动打开。 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（ 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（转 和衬套（定子）两部分组成， 子）和衬套（定子）两部分组成，螺杆的材料为合 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为R的圆 的圆， 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为 的圆，螺杆可 认为是一系列的圆所组成的， 认为是一系列的圆所组成的，其各圆心的轨迹是以 偏心距e为半径 为螺距的柱面螺旋线 为半径、 为螺距的柱面螺旋线。 偏心距 为半径、l为螺距的柱面螺旋线。其形状很 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，其断面由两个半 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，
减速器涡轮钻具应用于小井眼钻井的发展趋势探讨
新教材高中语文学生用书部编版选择性必修下册：拟行路难(其四)拟行路难(其四)鲍照(南朝[宋])泻①水置平地，各自东西南北流。
人生亦有命，安能行叹复坐愁！酌酒以自宽，举杯断绝②歌《路难》。
心非木石岂无感？吞声③踯躅④不敢言。
【注】①泻：倾，倒。
②断绝：停止。
③吞声：不敢出声。
④踯躅：徘徊不前。
白话译文往平地上倒水，水会向不同方向流散。
人生是既定的，怎么能成天的哀叹愁闷！喝点酒来宽慰自己，因举杯饮酒而中断了《行路难》的歌唱。
人心又不是草木怎么会没有感情？欲说还休欲行又止便不再多说什么了。
知人论世一、作者简介鲍照(约414—466年)，字明远，生活在南北朝时期，东海(今属山东)人，家世贫贱，自称“家世贫贱”是“负锸下农”，临海王刘子顼镇守荆州时，任前军参军。
刘子顼作乱，鲍照为乱兵所杀。
鲍照的作品艺术风格俊逸豪放，奇矫凌厉，直接继承了建安传统，对后世李白、岑参、高适、杜甫有较大影响；其七言诗对唐代诗歌的发展起了很重要的作用。
在艺术形式上，鲍照大力学习和写作乐府诗，有三言、五言、七言和杂言等多种形式。
五言诗讲究骈俪，圆稳流利，内容丰富，感情饱满。
七言诗变逐句用韵为隔句押韵，并可自由换韵，拓广了七言诗的创作道路。
他的乐府诗突破了传统乐府格律而极富创造，思想深沉含蓄，意境清新幽邃，语言容量大，节奏变化多，辞藻华美流畅，抒情淋漓尽致，并具有民歌特色。
在作品内容上，多表现为国建功立业的愿望、对门阀社会的不满、怀才不遇的痛苦、报国无门的忿懑和理想幻灭的悲哀，真实地反映了当时贫寒士人的生活状况。
少部分诗描写了边塞战争和征戍生活，为唐代边塞诗的萌芽。
二、创作背景南北朝时期，群雄割据，社会动荡。
当时实行的是士族门阀制度，而鲍照出身贫寒，他虽然渴望能以自己的才能实现个人价值，却受到社会现实的压制和世俗偏见的阻碍。
于是常借诗歌来抒发他建功立业的愿望，表现寒门志士备遭压抑的痛苦，传达出寒士们慷慨不平的呼声，充满了对门阀社会的不满情绪和抗争精神。
涡轮钻具简介
北京佐邦科贸有限责任公司 2008年元月 2008年元月
一、当今世界上使用的井下马达有 两种： 1、螺杆 2、涡轮
二、涡轮与螺杆的主要区别：
1、尺寸：涡轮比螺杆长2~3倍; 、尺寸：涡轮比螺杆长2~3倍 2、能量特性： ①涡轮转速高，一般400~600转/分，螺杆150转/分左 涡轮转速高，一般400~600转 分，螺杆150转 右，较稳定; 右，较稳定; ②扭距：螺杆高于涡轮，而压差低于涡轮; 扭距：螺杆高于涡轮，而压差低于涡轮; 3、技术特点：螺杆比涡轮更适用于打斜井和水平井， 但涡轮的钻速比螺杆高很多; 但涡轮的钻速比螺杆高很多; 4、使用指标：涡轮使用寿命900小时以上，螺杆约 、使用指标：涡轮使用寿命900小时以上，螺杆约 200小时（多级距的可达500小时） 200小时（多级距的可达500小时） 。
三、不同方法钻油气井前苏联和俄 罗斯的对比图
①敲击法; 敲击法; ②转盘方法; 转盘方法; ③涡轮方法; 涡轮方法; ④螺杆方法; 螺杆方法; ⑤电动方法。
四、涡轮钻具的组成
五、涡轮钻具的组成
涡轮钻具（如上图所示）可以由1~3个短节 涡轮钻具（如上图所示）可以由1~3个短节 组成，涡轮短节与钻头之间有一个减速短 节（用于降低涡轮转速）或支承短节。每 个涡轮短节约有100对转子和定子（见图六） 个涡轮短节约有100对转子和定子（见图六） 组成。定子安装在外壳上，转子安装在主 轴上。 减速器由星形齿轮组成，放在密封的油箱 中，经向支承轴承安装该短节的外壳内。
六、涡轮的转子、定子和支承轴承
七、俄罗斯生产的涡轮钻具类型已 系列化，常用的有以下几种：
T1T1-178 T1T1-195 T1T1-240 TV1TV1-240
中速涡轮工具在砾石层钻进应用分析
中速涡轮工具在砾石层钻进应用分析中速涡轮（Middle Speed Turbine，MST）是一种新型的钻进工具，具有高效、高稳定性、高效能等优点，被广泛应用于砾石层钻进中，本文对中速涡轮工具在砾石层钻进中的应用进行分析。
一、砾石层的特点及对钻井工具要求砾石层主要由各种不同大小的碎石、小石块以及砾石等杂物组成，存在于江河、海洋、湖泊的底部，常见于岩石底部或与岩石相互混杂的地层。
砾石层的钻井过程中，对钻井工具的要求非常高，主要有以下几点：1、具有高强度和耐磨性。
砾石层中含有大量的石块和砾石等碎杂物，振动和冲击非常大，因此钻进工具必须具备高强度和耐磨性，才能适应这种复杂恶劣的环境。
2、具有强的抗循环疲劳能力。
砾石层中碎石等杂物不断压入钻头和钻井工具，形成逐渐加重的循环负载，需要钻进工具具备强的抗循环疲劳能力，才能够经受住压力测试。
3、具有良好的尺寸适应性。
砾石层中碎石的大小和形状不规则，所以钻进工具的设计需要考虑到不同大小、形状的碎石间的间隙和填隙性，确保工具不会卡住或者被卡住。
二、中速涡轮工具的优势及应用分析中速涡轮工具是一种高强度、高耐磨、高抗循环疲劳能力的钻进工具，它采用了优化结构设计和特殊材料制作，具有以下几个优势：1、高速钻进。
中速涡轮工具的合理结构和高效设计使得它的钻进速度非常快，并且可以连续进行钻井工作，提高了钻井的工作效率。
2、低振动低噪声。
中速涡轮工具的高效设计和强大的抗振动性能，使得它的运行过程中振动和噪声极低，提升了钻井的舒适度和效率。
3、良好的尺寸适应性。
中速涡轮工具的特殊设计考虑到了砾石层中不同大小石块之间的填隙性，使得工具可以良好地适应砾石层的环境，很好地解决了卡钻等问题。
中速涡轮工具在砾石层钻进中的应用，可以提高钻井工作的效率和稳定性，减少了钻井过程中的故障和损失，达到了经济、高效、安全、优质的钻井目标。
三、结论总之，中速涡轮工具具有高强度、高耐磨性、良好的尺寸适应性和高效的速度，可以很好地满足砾石层钻进的需求，并且提高了钻井工作的效率和质量，因此有着广泛的应用价值和发展前景。
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涡轮钻具纵向剖面示意图
a
4
TQ(V rt2Vt1)
涡轮钻具的工作特性
涡轮钻具基本上是一台轴流式机械，在其内部的液 流的能量传递到转子主轴上。因为半径处处保持不 变，所以不存在明显的径向液流。液流通过涡轮时 的绝对速度可被分解为平行于y轴的分量Vy和切向分 量Vt。在推动转子转动时只有Vt做有用功。 由动量守衡定理推导出
轮流 叶直 片径
‘
注意： 对于4-3/4″或者更小的工具，平衡鼓不需要使用
，因为推 力是非常小的，而且也可以被钻压平衡掉’
a
合成的受推力面 18
涡轮钻具的改进
涡轮平衡鼓（TSH型）图
（TSH型是指由单级马达组成的涡轮钻具，旁通阀是通过中空的驱动轴到钻头）
TSH型平衡鼓的驱动轴内部是中空的，该型平衡鼓 的衬套装有现场可更换的喷嘴，便于选择流入旁通 的流量的百分比，该喷嘴也可以完全堵塞（平衡流 体流过驱动轴）
➢ 当通过涡轮的液流不受阻力时，转速达到最大值，称为“空转 转速”，相应阻力矩为零；当涡轮发生制动，转子停转，阻力 矩达到最大值。
涡轮钻具总效率
EEhEVEm
Eh—水力效率，考虑压力变化和 进出、口的水力损失；
Ev—转子与定子间漏失的钻井液 造成的损失；
Em—轴承内的摩擦损失；
有效输出功率 PEQP
移动盘 固定盘
移动盘
垫环
迷宫环 前轴承
止推轴承
挠性轴 可调弯外壳
前轴承
钻头母扣 稳定器
稳定器
a
10
涡轮钻具的标准组件
涡轮径向轴承排列图
HNBR型橡胶
下径向轴承
中间径向轴承
a
11
涡轮钻具的标准组件
轴承部分驱动轴下部流态图
±95％
a
流体口
12
涡轮钻具的改进
涡轮钻具叶片的设计原理
定子(上)和转子(下) 尾流状态图
PDC材质具有较小的摩擦系数，不受钻井中存在的天然的或者泥浆里的化学物质的影响
轴承的承载能力和低摩擦系数从而使其高效、结构紧凑，因此也大大缩短了钻具长度
a
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涡轮钻具的改进
轴承受力和承受载荷图
涡轮叶片上液压的垂向力
用标准的9-1/2″T3(MK1)涡轮钻具 泵排量 750gpm（3410L/m）
在定排量时涡轮钻具的 典型特性曲线
a
6
涡轮钻具的地面检查
涡轮钻具在入井前需进行地面检查
➢ 在涡轮钻具的下端，用卡尺在下轴 承端部和轴肩之间测量轴向间隙
➢ 在悬挂和静止两种情况下进行测量 ，其间隙值是d1－d2。新的涡轮钻 具间隙值约为1mm，厂家给定的最 大磨损量为5～6mm。
➢ 径向间隙用尺子和分度仪表进行测 量。径向间隙必须是 1mm或最大 2mm。
a
2
涡轮钻具结构及工作原理
轴承的寿命是涡轮钻具使用中的 关键因素。轴承的寿命决定了涡轮钻 具井下工作时间。
止推轴承
➢ 承受作用在涡轮上的轴向载荷
径向轴承
止推轴承
➢ 对驱动轴起扶正作用。可以把径 向轴承和止推轴承组合在一起。
下轴承
➢ 对驱动轴的下部进行扶正，并抵 抗钻井时作用在涡轮上的弯曲应 力。
径向轴承与止推轴承组合
a
7
涡轮钻具的标准组件
常规的T3（三级马达）涡轮钻具图
工具全长大于70英尺（21.3m)
（精确长度根据不同工具尺寸（外径）来定）
a
8
涡轮钻具的标准组件
涡轮叶片盘排列图
转子
定子
叶片盘
叶片盘
转子 叶片盘
泥浆流
组配的
单级马 达
定子 叶片盘
涡轮 本体
马达 部分涡轮Fra bibliotek驱动轴
a
9
涡轮钻具的标准组件
涡轮弹性轴承排列图
MK 3和MK 2同属于压降变化型,但是比MK2结构性能加强了,从而 可以用在高压、大排量的环境中
a
13
涡轮钻具的改进
涡轮钻具叶片的压力分布图
标准压力
扭
涡
轮
矩
压
钻井范围
降
钻头速度
a
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涡轮钻具的改进
涡轮钻具轴承座圈图
PDC止推轴承具有较高的耐研磨能力，可以在超高温（目前最高温度233 ℃）下工作，并 能够承受较大的轴向载荷
止推轴承
轴 向 水平力 轴 承
止推轴承 止推轴承 止推轴承 止推轴承
轴 向 轴 水平力 承
止推轴承
钻压反作用力
推力＞110,000lbs（50t) 80000lbs（36t)
钻压±30,000lbs（14t)
钻压a
16
涡轮钻具的改进
涡轮平衡鼓图
流进涡轮钻具 的主泥浆流
大约3％的液体流到环空
平衡鼓衬套 （TSB型）或从中空的驱动轴向
等同于飞机机翼的原理, 利用涡流在叶片两面产 生的压差来使转子发生 转动,压差的大小和叶 片的形状和涡轮进入叶 片的角度相关
MK 1是恒压降型,不管驱动轴的转速有多快,叶片产生的压降不变, 这是三种叶片中效率最高的,主要应用在直井钻井中
MK 2是压降变化型,地面压力随着驱动轴转速的降低而减小,它的 工作效率比MK1稍低,但是给司钻的提供了更多的钻头运转状况的 反馈信息,主要应用在定向井钻井中
驱动轴
下通过轴内腔流进轴承段，
流到钻头（TSH型）
a
17
涡轮钻具的改进
涡轮平衡鼓（TSB型）图
（TSB型是指由单级马达组成的涡轮钻具，旁通阀是直接通到环空的）
液流
平衡鼓的受推力面
叶片等的受推力面
推力
推力
平直
衡径
涡液
Db Dd
鼓‘ ’
推力的影响效果： 6-5/8″: 推力降低了50％ 9-1/2″: 推力降低了70％
TSH型利用中空驱动轴流 向旁通
涡轮钻具结构及应用
西南石油大学石油工程学院
a
1
涡轮钻具结构及工作原理
涡轮钻具有一系列转子和定子组成。转子是安装在一根竖直 轴上的很多叶片，而定子则固定在涡轮钻具的本体上。每对转子 —定子副称为一“级”。通过每级的压降是固定不变的，所以级 数的多少受到有效总水头的限制。每级涡轮产生的扭矩和功率是 相等的，相加起来为涡轮输出的总扭矩和总功率。
a
3
涡轮钻具结构及工作原理
当钻井液在泵的驱动下通过 涡轮时，定子使钻井液流偏转， 冲击转子，迫使转子带动竖直轴 做顺时针转动。止推轴承用来承 受轴向载荷，而径向轴承对轴起 扶正作用。在液流通过多级涡轮 后，其中分出少量的液流流过下 部轴承并进行润滑，其余的液流 则进入主轴下段内部的空心流道 ，流经喷嘴进入环空。
T Qr(Vt2 Vt1)
P QUt Vt2 Vt1 P Ut Vt2 Vt1
由以上关系可以看出，涡轮的扭矩、功率、和压降 都与钻井液密度p成正比，与排量Q的幂成正比。即
T Q 2 , p Q 3, P Q 2 钻井液流经涡轮的速度矢量分析图
a
5
涡轮钻具的工作特性
涡轮输出转速与扭矩间的关系