文档介绍：前言
涡轮钻具是一种重要的井下动力工具，它联接在下部钻具组合（一般直接与钻头联接）中，利用钻井泵泵出的高压钻井液作动力，实施石油钻井作业。其主要特点是将能量集中在井底直接驱动钻头破岩，能量利用充分，机械钻速较高，井身质量好。
多年来，国内外许多制造厂商和科研院所都对涡轮钻具的设计，制造和使用做了大量的科研和开发工作，有力地促进了涡轮钻井技术的不断发展。
采用新型涡轮钻具钻井,是提高深地层机械钻速和复杂地质条件下的防斜打直所不可缺少的配套设备,也是提高我国石油钻井作业综合技术经济效益的最有效途径.
因此,研制的新型涡轮钻具达到产业化规模,使此项新技术尽快推广应用,这对提高我国的钻井工艺水平,降低钻井成本有重大意义.
浮动定子240涡轮钻具涡轮节设计
1 国内外发展状况及发展趋势
国外涡轮钻具发展概况[1]
1873年，C．G．Cross在美国提出了第一个涡轮钻具，更精确地说是涡轮-钻头专利。随后，德国柏林的Max Blumerreich设计出了比C．G．Cross的专利更可靠的涡轮-钻头。1894年，,Baker对C．G．Cross的专利做了大量的改进工作。虽然，这些发明都因过分简单化失去了实际应用的价值，但它却翻开了涡轮钻井的新篇章。
1923年，，并在俄国巴库地区用它钻了一口井。接着，1924年，，并在美国加福尼亚，波兰和德国均进行了试验。但由于没有克服转速过高，减速器脆弱易破坏和单级涡轮产生的功率有限等三个方面的问题，试验没有达到预期的效果，未能缩小与转盘钻井在转速方面的差距。
1934年，,。由于其出色的工作，开创了前苏联涡轮钻具钻井的新篇章。但是，止推轴承的寿命较低仍是涡轮钻具的一个薄弱环节。
20世纪50年代，尽管美国的一些石油公司，如加利福尼亚的标准石油公司，放弃了涡轮钻具试验研究，而前苏联则加强了涡轮钻具的研究和推广应用，并在某些油田完全转向用涡轮钻具钻井。前苏联涡轮钻具的特点是级数多和采用钻井液开式润滑轴承。其间研制了第一台装有240级的涡轮钻具和第一台取芯涡轮钻具。同时，法国也研制了第一台工业用涡轮钻具，并在Montpellier附近成功地投入了使用。
20世纪60年代，美国的Eastman公司采用前苏联技术生产涡轮钻具，并用于定向造斜钻进。法国因北非事件，减少了涡轮钻井的活动范围。这时英国开始研制一种钻井涡轮，虽然投入了大量的资金，但没有达到工业应用阶段。前苏联还在大量生产和应用涡轮钻具，其涡轮钻井总进尺逐年增长，并将用于出口第三世界国家。
20世纪70年代，由于海洋石油勘探开发活动的逐年增加，为涡轮钻井提供了新的领域。法国的Turboservice公司将其业务扩展到了地中海和北海。前苏联将其研究工作主要集中在开发适合牙轮钻头转速的低速涡轮钻具方面，开发出了带水力制动级的涡轮钻具和浮动定子涡轮钻具。
20世纪80年代，由于适合石油钻井应用的螺杆钻具的研制成功，西方国家涡轮钻具的发展有所放慢，但是研究一直在进行。涡轮钻具在海洋钻井方面的研究和应用也在进行中。涡轮钻具配Stratapax钻头在北海油田钻直井和定向井，可以最大限度地提高钻井指标。钻井所获得的经济利益已确保它能作为钻井作业的一种标准技术。在超深井和海洋钻井中，涡轮导向钻井系统的经济效益更加明显。因此，涡轮钻井系统被称为钻井发展史上的一个里程碑。
20世纪90年代以来，国内外的涡轮钻井技术发展迅速。涡轮钻井技术愈来愈受到石油钻井界的重视，其应用也日趋广泛。这期间，涡轮钻井方法仍然是独联体国家油气井钻井最主要的手段。西欧北海油田和中东地区涡轮钻井的进尺逐年增加。
国内涡轮钻具发展概况
20世纪70年代，我国开始自行研制涡轮钻具的工作，并研制出了几种低速降压涡轮叶型的涡轮钻具，有的已经达到前苏联20世纪60年代末的水平，但就总体性能来看，还是不够理想。20世纪80年代中期，原江汉石油学院和原华东石油学院合作承担了“七五”国家重点科技攻关项目——3FWZ—195型带浮动定子的中速大扭矩涡轮钻具的研制。1989年在川东佛耳4井和卧123井进行了现场工业试验，均取得了良好的钻井效果。三个涡轮节工作的寿命超过了281小时，支撑节中轴承寿命达到了100小时，~2倍。从此涡轮钻井技术在我国蓬勃发展起来。
20世纪90年代以来，国内大力发展涡轮钻井技术。在中国石油天然气集团公司的扶持下，