博一建材讯：工作原理及结构特点以消除涡轮钻具的低扭矩，高转速不利因素为出发点，设计人员提出了建立齿轮(齿轮传动制造业现状)减速器涡轮钻具的设想，并设计出在油浴状态下的齿轮减速器。这种减速器的核心部分―――齿轮工作在一种特殊的润滑油中，不会受到钻井液的侵蚀，因此其寿命能够达到200h以上。TRM―195齿轮减速器涡轮钻具结构示意图。充油齿轮减速器的上下两端有通过粉末冶金工艺制造的端面密封，以隔断钻井液和润滑油的通道。充油齿轮减速器里面的形空间（箭头指示处）。润滑油通过壳体上的孔注入，用塞子塞住。输入轴和输出轴通过半联轴器作用与主轴内部相连。当泵入钻井液时，带齿轮减速器涡轮节转速按减速比减小，其扭矩按一定比例增大，从而实现大扭矩，中转速的动力钻具配中高速牙轮钻头或PDC钻头钻进，大幅度提高机械钻速。 由于涡轮在工作时特性基本上不变化，齿轮减速器和支承不承载，且得到充分润滑，因此齿轮减速器具有耐热性。其常规系列已在井底150℃以上使用，最大耐热性达到300℃。这种优越性是普通钻具不能比拟的。 使用效果及经济效益 TRM―195齿轮减速器涡轮钻具在1978～1985年期间，在俄罗斯的Bashkir和Tatar共和国西西伯利亚的超深井中进行了钻井试验。1987年以来，在大多数不可钻的岩面已经钻成超过315×106m.具有耐热性（250～300℃）的齿轮减速器涡轮钻具在KoLa超深井中创造了钻至12260m的世界纪录。这种涡轮钻具在阿塞拜疆，俄罗斯和乌克兰的超深井钻井中也得到广泛运用。在埃及，采用齿轮减速器涡轮钻具配PDC钻头在1882～3048m井段，钻头进尺116513m，纯钻10615h，机械钻速10194m/h.与没有减速器的涡轮钻具相比，齿轮减速器涡轮钻具在较浅井段2000～3000m，允许每个钻头（俄罗斯钻头）的最大进尺提高30～50，起下钻速度提高20～30.在俄罗斯的西西伯利亚利用减速器涡轮钻具配中转速的ATM牙轮钻头也取得了很好的效果。在1626～3360m井段，钻头转速200～220r/min，127只钻头共钻进123062m，平均每只钻头进尺969m，平均纯钻116h，平均机械钻速816m/h，整机寿命1000h，易损件维修周期为125～250h.休斯克里斯坦森公司就ATM―1121519mm牙轮钻头与俄罗斯钻头进行了经济效益分析计算。尽管ATM钻头价格高，在每米进尺上的平均价值不划算，但是由于使用了齿轮减速器涡轮钻具作为钻头动力，增加了机械钻速，减少了起下钻次数，其经济效益相对而言却是挺可观的。 在我国的试验情况 1998年11月，240mm齿轮减速器涡轮钻具在西部油田的丘东10井试验成功。在大直径井段，保持钻压基本不变的情况下，由于钻头的转速从转盘的60～70r/min提高到200r/min，其机械钻速得到了大幅度的提高。在井深1700～1900m，机械钻速为1217m/h；井深1700～2166m，机械钻速为8187m/h.对比同井段相邻的丘东4，丘东2和丘东25井，机械钻速分别提高了4118，5135，115倍。 此次试验的成功，为当前钻井方式和破岩工具的发展开辟了一条新的道路。现在我国又引进了不同系列的齿轮减速器，在塔里木油田和江苏油田进一步扩大试验范围，使这项技术不能只停留在试验阶段，而要逐步推广使用。 现阶段的完善和发展 井越深，给钻井工作带来的难度就越大。由于钻柱下部的纵向扭转和横向振动，涡轮钻具在井底会形成较大的动载。为确定齿轮减速器涡轮钻具的可靠性，俄罗斯专家对有关动态过程和水力问题做了多方面的研究。通过模型计算，改进了关键元件；考虑到过载和钻压振动冲击对齿轮和轴承的危害，有效地改进了油润滑保护系统；考虑工作时作用在端面密封上的水力载荷的振动，确定了上下部密封水排量的最优比率；端面密封设计生产工艺的改进确保钻具在强烈振动和钻井液压力环境下的可靠性。另外，为了与孕镶金刚石钻头和PDC钻头配合钻水平井，需要井下钻具提供较高转速和扭矩。专家们设计了装有两级齿轮减速的短马达以及各种弯接头，用于不同造斜率层段。 初步使用表明，改进后的齿轮减速器涡轮钻具能够适应现代钻井工艺的要求，配合中高速钻头能提高钻井效果，缩短建井周期，降低综合成本。齿轮减速器涡轮钻具对提高大直径井和深井的机械钻速也具有重要意义。
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