螺杆钻具厂家浅谈页岩气开采对螺杆钻具的性能要求

随着世界石油天然气需求的增加和常规石油天然气产量的下降，具有巨大资源潜力的非常规石油越来越受到各国的重视。目前，中国能源形势严峻，油气对外依存度逐年增加。一旦国际形势发生变化，将严重威胁中国的能源安全。非常规石油和天然气储量远远超过常规石油和天然气储量，而非常规天然气的三种主要类型——致密气、煤层气和页岩气——的可采资源量仅为常规天然气的三到四倍。非常规石油天然气资源巨大，对于保障能源安全、稳定能源供应意义重大。
页岩气是从有机页岩中提取的非常规天然气。主要赋存于页岩源岩中，如页岩夹层和粉砂岩。页岩气作为我国新能源领域的重点发展对象，受到了国家的高度重视。螺杆钻具是页岩气开采的关键设备之一。提高常规螺杆钻具的性能可以有效提高页岩气开采效率。
螺杆钻具耐油性。水基钻井液是油气田的工作介质，而页岩是一种脆性矿物，遇水膨胀。如果使用水基钻井液，容易导致井塌，水基钻井液容易造成交通堵塞，影响企业生产效率。因此，目前我国主要采用油基钻井液来研究页岩气开采技术。在含有大量生物柴油的常规螺杆钻具油基钻井液环境中，由于其内部橡胶复合材料不具有油基抗力，容易使橡胶发展成较大的体积膨胀，可降低螺杆钻具的物理学习力学系统性能，导致橡胶剥落，对螺杆钻具的服役网络寿命产生比较大的社会影响。
耐高温。在钻井过程中，垂直井深的增加和地层温度梯度的异常会导致井底温度的升高。高温会加剧各种不利因素对定子橡胶的损坏，降低电机的使用寿命。因此螺杆钻具中的定子橡胶必须具有一定的耐热性，以适应井底的高温环境。橡胶的聚合物结构、硫化体系、防老剂、增塑剂决定了橡胶的耐温性能。对于螺杆钻具用丁腈橡胶，选择合适的硫化体系至关重要。
高扭矩。螺杆的扭矩越大，现场可以应用的钻头就越大，以提供更稳定的速度和更大的破岩能力，从而提高机械钻速。另外，扭矩大的螺丝不容易卡钻头，使用寿命会延长。
长寿。在页岩气开采过程中，井眼轨迹复杂，载荷不断变化，对螺杆钻具存在一定的轴向和径向冲击载荷。常规的螺杆钻具传动轴一般采用钻井液润滑，会磨损轴承，影响螺杆钻具的使用寿命。因此，在页岩气开采过程中，迫切需要提高螺杆钻具的工作可靠性，延长其工作寿命。