螺杆钻具使用说明书 2
石油钻井设备与工具-王镇全 第二节 螺杆钻具
前言
1、井下动力钻具简介
将动力发动机置于井底直接与钻头相联驱动钻头破碎岩石进行钻
井的井下动力装置，称为井下动力钻具。这种钻井方式称为井下动力 钻具钻井。
其特点总结如下：
1）用井下动力钻井，钻杆不转，只承受钻井的反扭
矩，可改善钻柱的受力状况，减少钻柱和套管的磨损和破
坏；
2）井下动力钻具与转盘钻井相比，转速快，有利于 提高机械钻速； 3）实现井身轨迹的定向控制。 4）可与转盘复合，实现复合钻井。不仅可以实现旋 转或滑动钻井，还可提高钻头转速，提高钻井速度。
近年来，随着导向钻井技术的发展和钻头质 量的改进， 井下动力钻具应用空间逐步拓展，从 直井到定向井、大斜度井、水平井，从井下动力 钻具钻井到复合钻井，都与井下动力钻具密切相
关。因此，了解和掌握井下动力钻具的作用、工
作原理、基本结构及其特点，对于从事石油工程
的专业人员是十分重要的。
2、井下动力钻具分类及特点
马达是螺杆钻具的动力部件，马达总成实际上是由转 子和定子两个基本部分组成的单螺杆容积式动力机械。转 子是一根表面镀有耐磨材料的钢制螺杆，其上端是自由端， 下端与万向轴相连。定子包括钢制外筒和硫化在外筒内壁
的橡胶衬套，橡胶衬套内孔为一个螺旋曲面的型腔。
Hale Waihona Puke Baidu
转子线型和定子线型是一对摆线类共轭曲线副，常用 的马达转子若为N头摆线线型，则定子必为N+1头摆线线型； 转子和定子曲面的螺距相同。转子和定子的端面曲线即线
螺杆钻具使用说明书
6.1. 导向螺杆钻具的造斜率.........................................................................................12 6.2. 进尺问题 ..............................................................................................................13 6.3. 憋泵问题 ..............................................................................................................13 6.4. 气体或泡沫钻井 ...................................................................................................13 6.5. 复合钻进 ..............................................................................................................14
螺杆钻具中文使用手册
螺杆钻具中文使用手册 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
中成－钻具
使用手册
大港油田集团中成机械制造有限公司DagangOilfieldGroupZhongchengMachineryManufacturingCo.,
Ltd.
第一章、序言
中成－螺杆钻具是靠泥浆提供动力的井下动力钻具，它与传统转盘带动钻杆钻进方法比较,有很多优点：
1．增加钻头的转速。
2．增加钻头扭矩的功率，因而增加进尺率。
3．井底直接提供动力，因而减少钻杆的磨损和损坏。4．可准确地造斜、定向、纠偏。
5．可钻水平井、从式井，显着提高钻井的经济效益。6．寿命长，也能进行周期较长的延伸井段和直井钻进。
就是这些优点才促使螺杆钻具得到了迅速发展。
我公司在1985年全套引进美国史密斯公司—SmithDYNA-DRILL三条生产线，即包括生产制造与整机装配生产线、热处理可控气氛生产线，以及定子橡胶生产线。可生产DYNA-DRILLD500、D1000、F2000三个系列螺杆钻具，在经历了引进、消化和吸收的发展过程后，今天的大港油田集团中成制造有限公司已经能够独立生产和开发适用于各种用途的各种规格系列的螺杆钻具。在质量体系保障上，是国内螺杆钻具生产厂家最先通过GB/T1900-1994-ISO9001：1994标准的企
业，也是通过中国计量局ISO10012计量检测体系认证的企业。
本手册主要介绍我厂螺杆钻具的工作原理、性能、使用要求及注意事项，为用户更好地使用我厂钻具，提供了依据。
第二章操作计划和考虑
螺杆钻具使用手册
螺杆钻具使用手册 您查询的关键词是：螺杆钻具 机械 手册 。如果打开速度慢，可以尝试快速版；如果想保存快照，可以添加到搜藏。(百螺杆钻具使用手册 1.产品概述 螺杆钻具是以钻井液压为动力的一种井下动力钻具,其核心动力部件为一容积式马达.该钻具结构简单,操作方便,性能可靠.钻具以油基泥浆,乳化泥浆和粘土泥浆等各种钻井液为动力液,适应性强,可进行水平井,丛式井等特殊井的钻进,能大大提高钻井的速度和经济效益. 螺杆钻具与传统的转盘带动钻杆钻进相比有以下优点: ■ 钻井液输入流量与钻具输出转速成正比. ■ 钻具输出扭矩与钻井液通过马达产生的压力降呈线性关系. ■ 钻具旋转动力只用来驱动钻头,减少钻杆磨损,简化操作,提高钻井精度,节约钻井动力. ■ 钻具输出转速低,扭矩大,纯钻时间长. ■ 钻具采用多列推力向心球轴承组,耐高压,进尺快. ■ 钻具采用镶焊硬质合金径向轴承,使用寿命长. ■ 钻头水眼压降高达7.0MPa,钻头水马力大,冲洗钻头干净,可防止钻头泥包. 2.结构及工作原理 螺杆钻具由以四部分组成螺杆钻具由以四部分组成螺杆钻具由以四部分组成螺杆钻具由以四部分组成:::: 2.1 旁通阀组件旁通阀组件旁通阀组件旁通阀组件 旁通阀组件位于马达组件上端,在下钻时允许环空(钻柱与井壁的环形空间)的钻井液由旁通孔灌入钻柱,起钻时,钻柱内的泥浆从旁通孔泻入环空,使钻井液不溢于井台上. 当无循环时,弹簧弹力使阀芯位于上部位置,此时旁通孔开启,钻井液可流入钻柱或从钻柱内流出.阀芯动作取决于钻井液的排量,当排量达到一定值时,液压力克服弹簧弹力使阀芯下移,此时旁通孔封闭,钻井液流经马达.如果停泵,弹簧弹力再将阀芯顶回原来的上部位置,旁通孔又被开启. 2.2 马达组件马达组件马达组件马达组件 螺杆钻具采用多级容积式马达.马达组件由定子,转子组成.定子是金属壳体与内衬有橡胶多瓣螺旋内腔的组合.转子表面呈螺旋状并镀有一层防腐耐磨材料.定子与转子组成马达副,转子在定子内形成许多连续的互不相通的密封空腔.当压力液体进入马达时,在转子的螺旋面上产生转动力矩,迫使转子在定子内作行星运动,从而使液压能转换为机械能. 螺杆钻具马达中一个定子导称为一级,每一级一般承压0.7~0.9MPa,钻具液马达多为3~5级马达,一般钻具液马达承压在2.1~4.5MPa之间,超过最佳压降承受范围后,承压愈高,则马达漏损愈严重,输出转速降低,加剧马达冲蚀损坏.用户可根据钻井工艺的需要由附录性能参数表中选取适用的螺杆钻具. 2.3 万向节组件万向节组件万向节组件万
螺杆钻具相关知识2)
使用须知
钻井液中不要混有各种气体，因为混有气 体的钻井液在马达中压力的变化下容易产 生“气蚀作用”，加速钻具的损坏，尤其 是定子橡胶更容易被气蚀。
使用钻头的选择：
与马达一起使用的钻头在选择上是十分重要 的问题。在马达是否能成功的发挥作用的 几个因素中，钻头与马达的匹配是最重要 的。
使用须知
牙轮钻头：这类钻头在与马达配合使用时， 更实用于钻井周期不长的作业，如造斜、 侧钻等。
a.7.0MPa传动轴总成
b.14.0MPa传动轴总成
螺杆钻具
可换套式的稳定器 可换稳定器套筒
壳体本体
使用须知
必须了解马达的结构原理和使用参数，按 使用手册的要求合理使用马达。
对泥浆的要求：马达为容积式，决定马达 性能的因素是马达的输入流量和作用于两 端的压力降，而不是泥浆的类型。泥浆的 物理化学性能除个别有损马达寿命外，一 般不影响马达性能。但泥浆所含的各种硬 颗粒必须予以限制，因为它会加速轴承、 马达的磨损而降低马达的使用寿命，建议 固相含砂量要小于1%（事实证明：若含砂 量达到5%，马达寿命会降低50%）。
传动轴总成 ：
传动轴的作用是将马达的旋转动力传递给钻头，同时承受钻压所产 生的轴向和径向负荷。我公司制造的钻具传动轴总成有两种结构：
一、钻头水眼压降为7.0Mpa，采用硬质合金径向轴承和中间有一组 推力轴承的传动轴总成（如下图）：
立林螺杆
大斜度井、水平井以及使用中空转子时多采用 代用接头。（如图 2-1）
pressure is not enough to overcome spring force and static friction force, the spring presses the stem upward ,and by-pass is in open position。In general，The
Ⅲ.螺杆钻具弯壳体角度标示规定 Description of angle of bend housing… ………… ………… ……Page27：
Ⅳ.立林螺杆钻具在钻井中对应转盘速度 Corresponding speed of turnplate when drilling well……Page27
3.2. 马达总成
它由定子和转子组成。定子是在钢管内壁
cross-over sub are used in deep well and large angle well horizontal well or hollow rotor selected 。(Fig.2-1).
上压注橡胶衬套而成。橡胶内孔是具有一定几 3.2 Power Section Assembly
3．Constitution
Downhole motor is composed of four assemblies of by-pass valve, motor, cardan shaft and drive shaft ( Fig. 1) .
螺杆钻具
螺杆钻具
一、概述
螺杆钻具是一种井下动力钻具，它是由高压泥浆驱动的容积式井下动力钻具。具有结构简单、过载性能好、在小尺寸时能得到大的扭矩和功率的特性已广泛应用在定向井和直井中。螺杆钻具根据需要可做成直壳体和弯壳体，弯壳体螺杆钻具具将在《定向井和水平井工具》一章中介绍。直壳体螺杆钻具加上弯接头也常用于定向井和水平井的钻进。本节介绍的是直壳体螺杆钻具。
二、型号表示方法
三、结构、工作原理。
1、工作原理
螺杆钻具是以钻井液为动力的一种井下动力钻具。泥浆泵泵出的钻井液流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过方向轴和传动轴传递给钻头。其性能主要取决于马达的性能参数。
2、螺杆钻具的结构
螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四大部件组成。
（1）旁通阀
它是为了使钻井液绕过马达，从而起下钻时可让钻井液不溢于井台上。当无循环或低泵量循环时，弹簧使阀芯处于上部位置，此时旁通阀处于开启位(见图1)。当流经活塞的钻井液流量达到一定值时，阀芯处于下部，旁通阀被关闭，此时钻井液流过马达。
（2）马达
它是由具有螺旋形内腔的硫化橡胶定子和螺旋形的转子组成(见图2)。
转子和定子的形状和尺寸沿轴向形成螺旋密封线，构成马达的密封容腔。随着转子在定子中的转动，容腔沿着轴向移动，不断生成和消失，完成其能量转换，这就是螺杆马达的基本工作原理。
（3）中空转子马达
为了增加钻头的水马力和泥浆的上返速度及保护马达的使用寿命，将转子加工成为带喷嘴的中空转子。此时马达的总流量应等于流经马达密封腔流量和流经转子喷嘴流量的总和。
PDC钻头及螺杆使用规程
PDC钻头及螺杆使用规程
PDC钻头使用规程
一、井眼及钻头准备
1、确保井眼畅通、井底干净、无切削齿、硬质合金、钢件等井底落物，必要时清理井底。
2、一般推荐出馆陶组以后方可下入PDC钻头；桥口、白庙区块部分地区有火成岩地层，应当卡准地层换用牙轮钻头穿过。
3、下技套的井，应先用钢齿钻头钻完套管附件和一段进尺后方可下入PDC钻头。
4、下钻前应当检查钻头型号、尺寸，是否存在有钻头体损坏、掉齿等，并作详细记录。
5、检查钻头切削齿是否有损伤、钻头内是否有异物、喷嘴孔内是否有“O”型密封圈，并根据水力参数需要安装好喷嘴。禁止堵水眼或拆水眼。
二、起下钻操作
1、接卸钻头时，下面应垫木板，无专用工具时，应特别注意保护钻头，如用棕绳捆紧钻头，按相应的扭矩上紧钻头，防止破坏钻头切削齿。
2、钻头通过转盘、防喷器、套管头时应当小心通过，防止碰杯切削齿。
3、起下钻控制速度，遇阻不能超过50KN，防止粗心大意的做法，造成钻头的先期损坏。
4、使用PDC钻头尽量减少划眼，严禁长井段划眼。若确实必要时，应接方钻杆，大排量以冲为主，低钻压5～10KN、低转速通过。
三、钻进操作
1、钻头到底，应用正常排量循环后开始加压5～10KN、转速40～60转/分造型井底，进尺达到1米后，再以每次、1米5~10KN的递增量慢慢加至设计钻压。
2、正常钻进过程中，要求均匀送钻。时刻观察钻头工作情况，防蹩钻、溜钻等发生。遇夹层地层变化时应及时调整钻压、转速等钻井参数，以保持最佳的钻井效能和保护钻头。
3、保证循环排量，Φ311井眼排量应大于40L/S，Φ216井眼排量应大于24L/S，钻进中要时刻注意泵压的变化，防止泥浆短路等原因引起干钻，确保使用好PDC钻头。
螺杆钻具中文使用手册
中成－钻具
使用手册
大港油田集团中成机械制造有限公司Dagang Oilfield Group Zhongcheng Machinery Manufacturing Co.,Ltd.
2004.10
第一章、序言
中成－螺杆钻具是靠泥浆提供动力的井下动力钻具，它与传统转盘带动钻杆钻进方法比较,有很多优点：
1．增加钻头的转速。
2．增加钻头扭矩的功率，因而增加进尺率。
3．井底直接提供动力，因而减少钻杆的磨损和损坏。
4．可准确地造斜、定向、纠偏。
5．可钻水平井、从式井，显著提高钻井的经济效益。
6．寿命长，也能进行周期较长的延伸井段和直井钻进。
就是这些优点才促使螺杆钻具得到了迅速发展。
我公司在1985年全套引进美国史密斯公司—Smith DYNA-DRILL三条生产线，即包括生产制造与整机装配生产线、热处理可控气氛生产线，以及定子橡胶生产线。可生产DYNA-DRILL D500、D1000、F2000三个系列螺杆钻具，在经历了引进、消化和吸收的发展过程后，今天的大港油田集团中成制造有限公司已经能够独立生产和开发适用于各种用途的各种规格系列的螺杆钻具。在质量体系保障上，是国内螺杆钻具生产厂家最先通过GB/T1900-1994-ISO9001：1994标准的企业，也是通过中国计量局ISO10012计量检测体系认证的企业。
本手册主要介绍我厂螺杆钻具的工作原理、性能、使用要求及注意事项，为用户更好地使用我厂钻具，提供了依据。
第二章操作计划和考虑
一螺杆钻具的工作原理
螺杆钻具是以油基泥浆、浮化泥浆及粘土泥浆等作动力液，是一种把液体压力能转换为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵产生的高压泥浆流经旁通阀进入马达时，转子在压力泥浆的驱动下绕定子的轴线旋转，马达产生的扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。
石油开发 井下作业 螺杆钻具使用、维修和管理规定
螺杆钻具使用、维修和管理规定
1 范围
本标准规定了井下作业用螺杆钻具〔以下简称钻具〕的使用、维修和管理。
本文件适用于无专门检测装置时的检验，适用于在温度小于 120℃的套管内钻、磨、铣作业。
2 螺杆钻具的使用
2.1 使用参数
参见各生产厂家的使用说明书
2.2 使用条件
2.2.1 要求用清水或低固相，无固相液体。机械杂质含量<0.5%，颗粒直径<0.3mm. 慎用于饱和盐水的钻井液。
2.2.2 工作环境一般在井温小于 120℃的油，水井中进行钻，磨铣作业，最高不超过 150℃。
2.2.3 使用钻具内孔无堵塞物。
2.2.4 使用时必须加过滤器。
2.2.5 使用管柱组合〔推荐：从下而上〕：钻头-螺杆钻-提升短节-油管至井口。
2.3 下井前的检查
2.3.1 下井钻具必须是经检验合格的钻具，在井口试验螺杆钻具是否正常运转。传动轴应转动灵活，两端螺纹完好。井口试运转.开停泵时，旁通阀应立即开闭灵活;开泵循环时，钻具运转正常方可下井。
2.3.2 检查轴向间隙，轴向间隙推荐值见各生产厂家的产品使用说明书。
2.3.3 井口处检查旁通阀，应活动自如，旁通孔畅通。
2.3.4 井口必须安装防掉装置，防止小件物件落井造成卡钻，必须安装 SFZ18-35 试油防喷器〔全、半封各 1 套〕用于井控。
2.4 下钻
2.4.1 下放速度应小于 1.5m/s。
2.4.2 下钻遇阻，应转动钻具，尽可能上提下放通过。
2.4.3 不可顿钻或将钻具压在井底。
2.5 钻具启动和钻进
2.5.1 启动前探准井底，在方入上打上记号，上提管柱 2-3 米开泵先以额定最小排量洗井，等出口通水正常，泵压，排量稳定后再提高排量、压力至稳定值启动钻具，缓慢下放管柱接触井底，加上合适钻压。
螺杆钻具
名称：螺杆钻具
结构：上接头、旁通阀、定子、转子、联轴节、过水接头、轴承总成及下接头。
用途：以液体压力为动力，驱动井下钻具旋转的工具。可用来进行钻进、磨铣、侧钻等作业。
作用原理：螺杆钻通过转子和定子将高压液体的能量转变成机械能，当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，凡尔球被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔，液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动，转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并有一定的偏心距e 的定子中心线公转，这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。
操作方法：
1.钻具组合：在套管内钻塞时自下而上钻具配合为：钻头+ 螺杆钻具+提升短节+缓冲短节+井下过滤器+提升短节+钻柱。
2.下钻：下钻要求平稳操作，下钻速度以30m／min为宜。每下500m应钻柱
内灌入清洁洗井液一次。下至距塞面一个单根时，开始循环。
3.正常钻进：钻压为5～15kN。排量500—600L／min，最大不得超过1200L
／min，待循环正常，缓慢下放钻具至塞面，进行正常钻进。
4.起钻：起至井口一个单根时，卸掉自封，提出钻具。
注意事项：
1.洗井液要求用清水或无固相（低固相）液体。
2.井口应安装自封封井器，以防止小件物品落井。
3.返出洗井液应过筛，沉砂后方可使用。
4.接单根前及完钻后应充分洗井，使井内无钻屑。
油田钻修井系列螺杆钻具
油田钻、修井系列螺杆钻具
使
用
说
明
书
盐城市友泰石油机械有限公司
一、前言：
本说明书主要介绍了螺杆钻具的工作原理、结构、机械性能和正确使用及维护保养，便于用户更好地根据钻井、修井的需要进行选用，使其发挥应有的机械及技术性能，提高钻井、修井的工作效率。
二、螺杆钻具的工作原理：
螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液压能量转为机械能的一种容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的压力泥浆流经旁通阀，流压使旁通阀关闭，进而流进马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动转子绕定子轴线公转和自转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井、修井作业。
三、螺杆钻具的组成：
螺杆钻具主要由：旁通阀、液力马达、万向轴和传动轴等四大总成组成。在马达上部和传动轴下部还装有防掉装置等辅助设施。
万向轴总成 防掉总成
传动轴总成 马达总成
3.1旁通阀总成：
它是由：阀体、阀套、阀芯、弹簧、Ｏ形密封圈、挡圈等零件组成。它的作用是起下钻时，使钻柱和环空联通，泥浆不污染井台，当泥浆流量和压力达到标准设定值时，阀芯下移，关闭旁通阀孔，此时泥浆流量经马达，把压力能转
变为机械能。当泥浆流量压力过小或停泵时，所产生液体压力小于弹簧的弹力时，弹簧将阀
芯顶起，旁通阀孔处于开启位置，钻柱与环空联通。
3.2液力马达总成：
它是由单螺杆转子和定子组成。转子是一根经过机械加工，表面镀有抗腐耐磨镀层的Ｘ头螺杆。定子外壳是合金钢内腔壁压注粘牢的Ｘ＋１头的内螺旋橡胶衬套组成的。转子和定子的形状和尺寸应保证啮合关系，这些啮合点沿轴向导程形成马达的密封空腔，随着转子在定子中螺旋转动。当具有一定能量的钻井液通过时，空腔沿着轴向下移，
钻具使用说明书
螺杆钻具7LZ172 x 7.0-1.0°
使
用
说
明
书
盐城市恒通石油机械制造有限公司
螺杆钻具型号产品的型号表示说明如下：
C 7 LZ 172 * 7.0 II -
D K W F G
其中“C”表示：马达形式（C-长马达、D-短马达、省略-常规马达）
“7”表示：转子头数
“LZ”表示：螺杆钻具产品代号
“172”表示：螺杆钻具规格（直径,mm）
“7.0”表示：允许使用的转子水眼压降（MPa）
“II”表示：允许改进次数
“D”表示：弯钻具弯角形式:
D-单弯（弯接头或弯壳体）
P-大偏移距同向双弯（弯接头+单弯壳体）
T-同向双弯
S-异向双弯（DTU）
J-铰接钻具
无-直钻具
“K”表示：K-可调弯壳体钻具结构形式
省略-固定弯壳体钻具结构形式
“W”表示：稳定器（W-传动轴壳体带稳定器；省略-不带稳定器）
“F”表示：转子中空分流（F-转子中空分流；省略-转子非中空）
“G”表示：钻具耐温特性（G-耐温150℃；省略-耐温120℃）
一使用要求
1．钻井液要求
螺杆钻具对于各种泥浆都能有效地工作，包括油基泥浆、乳化泥浆和粘土泥浆，甚至清水等。
泥浆粘度和比重对钻具的影响很小，但对整个系统的压力有直接影响，如果推荐排量下的压力大于额定泵压值，就得减少泥浆排量，或者有必要降低通过钻具和钻头的压力降。
泥浆中的砂粒等杂质会影响钻具性能，加速轴承和马达定子的磨损，因此泥浆中含砂量必须控制在1％以下。
每种型号的钻具都具有自身的输入流量范围，只有在此范围内钻具才能有较高的功率，一般应取输入流量范围的中间值为最佳输入流量值。
2．泥浆压力要求
螺杆钻具使用规程
螺 杆 钻 具 使 用 规 程
一、螺杆钻具的选择
（1）根据井眼大小确定使用螺杆钻具的尺寸（见表1）。
（2）根据所施工井眼类型和所设计造斜率的大小来选用螺杆钻具类型：直螺杆、单弯、双弯（同向双弯和异向双弯），进一步确定其长度、弯壳体度数、稳定器外径及稳定器数量。
（3）用于复合钻进的弯壳体螺杆的度数应根据井眼尺寸的大小来定，只要所选弯壳体螺杆的弯曲点绕井眼轴线的公转半径R ≤φ/2（Φ为钻头直径mm ），就不会导致井眼扩大。R 的计算如下：
2/)]}cos /(sin [sin{arctan 1212d L L L L R ++=γγ 式中
R ：弯壳体的弯曲点绕井眼轴线的公转半径 mm L 1：钻头到弯曲点的长度 m
L 2：弯曲点至其上第一个切点或至上稳定器的长度m
γ：弯壳体的弯曲度数 ° d ：弯壳体外壳直径 mm
（4）对于井底温度比较高的特殊井，选用耐高温的螺杆钻具（常规螺杆的耐高温指标为120°）。
(5)相同排量下，螺杆钻具马达转子的头数越多，自身转数越低，产生的扭矩越大,反之螺杆马达转子的头数越少，自身转数越高，产生的扭矩越小。如果使用螺杆的井段地层较软，应该选用头数较少，发挥螺杆高转速的特性，从而获得较高的机械钻速，反之，相对较硬的地层，尽量选择多头，从而保证井下有较大的扭矩，适应现场需要为原则。马达转子头数多少决定了该型
号螺杆的一个转速和扭矩的基本特征。而螺杆实际输出转数由马达头数的多少、螺杆马达的设计参数、实际输入流量、马达井下负载大小等综合因素决定。可以结合实际情况优选更适合现场的螺杆钻具。
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螺杆钻具
使
用
说
明
书
江苏长城石油装备制造有限公司
手机：137 **** ****
螺杆钻具使用说明
一、结构及原理：
螺杆钻具主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成四部分组成。钻具通过转子和定子将高压液体的能量转变成机械能，当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，旁通阀关闭，从而进入转子与定子形成的各个密封腔，液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动，转子在沿自身轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并与一偏心距的定子中心线公转，这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理，由于转子和定子都采用反向螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动带动钻头旋转。钻具的输出扭距与高压液体流经马达的压力降成正比；输出转速与输出排量成正比。
1.1旁通阀总成：
旁通阀由阀体、阀芯、阀套、弹簧及“O”圈组成，其作用是在起下钻时沟通钻柱内外工作液通道，当无循环时，弹簧使阀芯处于原始位置，此时旁通孔道开启，当泥浆排量达到一定值时液压力克服弹簧力，使阀芯移动，此时旁通孔封闭，泥浆流进马达，如果停泵，弹簧再将阀芯顶回到原来位置旁通孔道又被开启，使钻柱内与环空中的工作液连通。
1.2马达总成：
马达为多级容积式马达，由定子和转子组成。定子是优质合金钢外壳和内衬橡胶组成，橡胶内腔为左螺旋面型腔，具有耐油、耐磨、耐高温（定子安全工作温度－29~120℃、－29~150℃）；转子经热处理无应力的合金钢制成，表面镀了一层硬铬，以防钻井液体的
磨损及腐蚀。转子与定子型腔组成许多连续的互不相通的密封腔，当工作液进入马达时，工作液的液能转变为机械能，在转子的螺旋曲面上形成动力距，迫使转子在定子内作行星运动。
1.3万向轴总成：
万向轴部件由万向轴壳体和万向轴组成，壳体的上下端分别与马达定子与传动轴壳体相连接，万向轴上下端分别与马达转子、传动轴相连接，主要作用是将马达产生的扭距和转速传递给轴承总成的传动轴及钻头，它将转子的行星运动转变为传动轴的定轴转动，万向轴经特殊加工而成，使驱动更圆滑，恒速而摩擦更小，振动更小，这一结构形式有效地完成了能量、运动的转换、能量的传递这三个重要环节。
1.4传动轴总成：
螺杆钻具主要部件之一。外壳体上端和万向轴壳体相连，传动轴导流水帽与万向轴相连，下端接钻头。多列推力球轴承承受钻压引起的轴向载荷。用硬质合金烧结而成的径向轴承，分别装在传动轴体的上下两端，用来承受钻具偏斜力距造成的径向载荷。
由马达排出的大部分泥浆通过传动轴内孔经钻头水眼喷出，以利冷却清洗钻头而另一部分泥浆通过上下径向轴承和多列推力球轴承组从传动轴外侧流出，冷却和润滑轴承系统。
二.规格及技术参数：
2.1系列钻井钻具规格及参数：
表一
2.3.1造斜率
用户在使用导向螺杆钻具时对该工具的造斜率很重视，但是由于导向螺杆钻具可以设计为各种不同的结构形式，用户在使用螺杆钻具时，又往往采用不同形式的钻具组合，加之不同地
层结构的影响，因此，不能简单地给出导向螺杆钻具的造斜率指标。
仅从导向螺杆钻具的结构而言，其造斜率受以下因素的影响：（1）一般来说弯角越大，造斜率越大。
（2）使用万向轴弯外壳体比使用弯接头具有更大的造斜率。（3）稳定器、垫块有助于提高螺杆钻具的造斜率，不同形式的稳定器，不同高度的垫块，对造斜率的影响也不一样。
使用非对称稳定器的导向螺杆钻具，下井前检查弯万向轴外壳或弯接头角度与非对称稳定器是否共面，共面误差较大时，对造斜率影响很大，而且井眼方位艰以控制。
导向螺杆钻具的造斜在钻井作业过程中表现为井斜角的变化或井眼方位的变化。当造斜为目标时，应使导向螺杆钻具的弯角与井斜角共面。造斜率不够时，应注意井眼方位角的变化情况，以确认弯角是否与井斜角共面；需要扭方位时，应当将导向螺杆钻具的弯角与方位角共面。
2.3.2复合钻进
使用导向螺杆钻具钻井，可以根据需要开动转盘，实施复合钻进。复合钻进主要用于定向钻井的连续控制，利用一套螺杆钻具，使用一套钻具组合就可完成造斜、稳斜和降斜。复合钻进还可以将转盘转速和螺杆钻具转速叠加，提高钻头转速，从而提高机械转速。
导向螺杆钻具带有弯接头或弯壳体和稳定器，由于钻头的偏移较大，复合钻进使导向螺杆钻具受到很大的侧向力。因此开动转盘实施复合钻进很有可能引起井下事故，影响钻井作业的
安全。尤其大角度、大偏移距的钻具组合应量避免开动转盘。复合钻进时导向螺杆钻具推荐弯度1°以下，最大不能超过1.5°转盘转速不超过60rpm，钻压不得超出说明书推荐钻压的15%，否则对螺杆钻具的寿命有很大影响。同时很有可能引起井下事故
泥浆粘度和比重对钻具的影响很小，但对整个系统的压力有直接影响。如果推荐排量下的压力大于额定泵压值，就得减少泥浆排量，或者必要降低通过钻具和钻头的压力降。
泥浆中的砂粒等杂质会影响钻具性能，加速轴承和马达定子的磨损，因此泥浆中含砂量必须控制在1%以下。
每种型号的钻具都有自身的输入流量范围，只有在此范围内钻具才能有较高的效率，一般应取输入流量范围中间值为最佳输入流量值。
3.2泥浆压力要求
钻具悬空时，排量不变，则通过钻具的泥浆压力降也不变，随着钻头接触井底钻压增加时，泥浆循环压力增加，泵压也增加，司钻可用以公式来控制操作打钻泵压=循环泵压+钻具负载压降。
循环泵压，就是钻具没有接触井底时的泵压，也叫离底泵压，具加大扭距，泵压就要上升，这时压力表的读数就叫打钻泵压。
离底泵压不是一个常数，它随井深和泥浆的特性变化而变化，但实际操作中，无必要随时测取循环泵压的精度值，一般取每次接单根后的离底泵压为近视值，这样做完全可以满足公式的精度要求。
钻具工作中，打钻泵压达到最大推荐压力时，钻具产生最佳扭距继续增加钻压，当超过最大设计压力时，马达可能会制动，此时应立即降低钻压，以防钻具内部损坏。
3.3扭距
钻具的扭距与泥浆流经马达产生的压降成正比，转速与输入排量成正比。
排量一定时，扭距增加而转速基本保持不变，钻具从空载到满