螺杆钻具详细介绍

6、针对超短半径水平井市场的需要，近 年来我们成功地开发5LZ95×7Y－J铰 接式马达螺杆钻具，该型螺杆钻具的最 大造斜率可达4°/m。
铰接头
7、开发了各种不同规格大功率、长寿命、 高转速的螺杆钻具，主要有：
(1)、210钻具：
名称 5LZ210X7Y 3LZ210X7Y 排量 23－39－54L/S 23－42－54L/S 输出扭矩 10375N.M 7345N.M 转速 88-149-180r/min 120-220-264r/min
旁通阀频繁关启时从阀孔高速喷出的钻井液对井壁造成伤害。
(七)、平衡水力推力与钻压：
螺杆钻具工作时轴向存在如下各力：
负载状态分析：
FΔ Pm ：马达两端压降产生的轴向液压推力 FΔ Pb ：钻头水眼压降所产生的轴向力 W：钻压 F：转子、万向轴、传动轴及钻头重量 设向下作用力：C＝ F＋ FΔ Pm ＋ FΔ Pb 则推力轴承负载：Lb＝C－W C<W 坐井底推力轴承受载 C>W 离井底推力轴承受载 C=W 轴承不受载（平衡点）
(2) 、输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条件 不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件， 以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如81/2″井眼 中，同为5LZ165钻具应选择多级大扭矩钻具。
(3) 、排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达， 其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选 择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马 达发挥至最佳状态。
比如在钻头需要180rpm的情况下，下列 在同一外径规格、不同马达头数的钻具 的寿命情况：
钻具型号 4LZ165X7Y 5LZ165X7Y 7LZ165X7Y 推荐排量 16-22-30 18-22-28 10-18-25 所需排量 22 26 27 转速 180 180 180 钻具所处状态 正常 正常 超负荷
7″套管 LZ105 LZ120 61/8″ 套管 LZ105 LZ120 LZ165 8 /2″ 套管
1
121/4″ 套管
LZ203 LZ210 LZ244
171/2″ 套管
LZ210 LZ244
LZ172 LZ197
2、选择的原则 (1)、安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的
情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做 到大马拉小车的原则，以确保安全性。如121/4″ 井眼中，可供选择的钻具有LZ197、LZ203、LZ210、 LZ244、其中LZ197为最差选择。
注意：在井口测试螺杆时,如果没有接钻头,测试时间以不 超过一分钟为宜,以免轴承得不到良好润滑而提前损坏。
(四)、均匀混合堵漏材料（LCM）：
当发生井下事故必须使用堵漏材料时，应尽量 混合均匀以避免产生如下不良影响： l 旁通阀阀孔被堵塞，降低旁通阀总成工作可靠性。 l 减少流经TC轴承的液体流量，使轴承得不到良好 的润滑和冷却。 l 混合不好或颗粒太大导致TC轴承被完全堵塞。
4、将背钳从滑套移 至下壳体上，并施 加100％的额定扭矩 上紧，调整完毕。
附表:螺杆钻具可调弯壳体紧扣扭矩
序号 1 2 3 4 5 6 钻具型号 5LZ120,5LZ127 5LZ165 5LZ172 5LZ197 5LZ210 5LZ244 紧扣扭矩(N.M) 最小值 10000 27000 33000 37200 45500 75000 最大值 13000 30375 36000 40500 48750 81000
(2)、172钻具：
名称 3LZ172X7Y 4LZ172X7Y 多级 5LZ172X7Y 排量 19－24－32L/S 16－28－36L/S 16－25－36L/S 输出扭矩 4010N.M 6000N.M 5215N.M 转速 189－265－342r/min 128－208－288r/min 94－146－180r/min
注意：对于包装材料如编织袋、塑料严禁进入泥浆池 或井口，以避免堵塞旁通阀阀孔造成旁通阀失效或 堵塞 TC轴承。
(五)、确定井底温度：
温度过高对螺杆马达效能十分不利， 使所有不利因素加剧作用。针对这种情况， 中成螺杆钻具提供以下两种规格的定子：
额定温度 常规定子 高温定子 最高温度
95℃ 135℃
120℃ 150℃
井眼尺寸
选用的钻 具型号
所处状态下最佳选择的型号
追求强 度 追求最大造斜 率
井眼尺寸
综合指标最佳
பைடு நூலகம்
选用的钻 具型号
所处状态下最佳选择的型号
追求强 度 追求最大造斜 率 综合指标最佳
51/2″ 套管 (Ф 118)
LZ89 LZ95 LZ105 LZ89 LZ95
95/8″ 套管
LZ172 LZ197 LZ203 LZ197
(九)、下钻时注意：
●高温井或压力上升井段，要 低速泵入泥浆灌满钻柱并间断进 行循环以防止钻头喷嘴堵塞或防 止高温造成定子的损坏。 ●当钻头下放至预定深度开始 延伸钻进前，先上提钻杆或缓慢 转动以防止损坏套管或划眼。
(十)、导向钻进应注意：
●当采用导向钻进时，转盘（或顶 驱）的转速不得超过75RPM。 ●当采用导向钻进时，转盘（或顶 驱）产生的扭矩应小于马达输出的 扭矩，以获得正的叠加效果。 ●当螺杆钻具弯壳体角度在 1°30′以上时，严禁转盘（或顶 驱）转动。
◆配用 的钻头 PDC钻头与7Y型螺杆钻具完全匹配， 尤其是在周期较长的直井钻进中 牙轮钻头也可使用，此时牙轮钻头齿部 硬度可比用一般传统转盘钻选硬一个等级
。
过大：螺杆承受钻压的能力下降 轴承得不到良好的润滑与冷却
◆钻头 的水眼 过小：达到额定泵压时，排量可能过小， 马达不易发挥出最大效能。 达到额定排量时，系统压力增高， 影响轴承寿命
可调弯壳体的调整
1、用背钳卡住上壳体， 并用外钳卡住调整滑套， 施加扭矩松开联接，松 扣最多一圈。
2、使用两个链钳分 别抱住调整滑与下 壳体，逆时针转动 下壳体至要求位置， 使所需求角度的刻 度线与调整滑套上 的刻度线对正。
3、用背钳卡住调整 滑套，并用外钳卡住 上壳体，小心的以相 对转盘右转的方向转 动上壳体至两台肩相 碰，以附表所给的联 接扭矩上紧。
轴承不受载时传动轴总成 寿命最长。
(八)、优选泵压和钻压： 每种规格的螺杆钻具都给出其所 承受的马达负载压力降（马达负载压 力降=工作打钻泵压-离井底泵压）与 钻压的范围，在钻进过程中，应根据 进尺来优选泵压和钻压，从而获得满 意的机械钻速。同时，在定向钻进作 业中，考虑到对方向的控制，钻压值 较小。因此，实际钻井中，所选用的 钻压往往不是给定的受载平衡点的钻 压值。
2、螺杆钻具的工作原理及组成：

莫锘原理的容积式井下 动力钻具。 将泥浆液体压力能转化 成机械能。

高压泥浆流经旁通阀进 入马达，驱动转子绕定 子轴线旋转，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。
(1)旁通阀总成：
作用：旁通阀的闭合与开启控制马达的 启动与停止。
(二)、对泥浆的要求：
对常规螺杆 性能影响不大 ◆泥浆比 重和粘度 对中空螺杆性 能有直接影响
推荐泥浆最 大塑性粘度 不超过50厘泊
对系统压力 有直接影响
◆泥浆中 有芳香烃 ◆泥浆中 含砂量 对定子橡胶 产生气蚀 影响螺杆的 使用寿命 推荐含烃低于2％ 苯胺点高于75℃ 推荐含砂小于1％
(三)、合理配用钻头及水眼：
(4)、考虑适合钻井施工工艺的原则： 1〕以追求最大造效率为目的，以小钻具为 优选。如51/2″套管中为追求最大造斜率， 以确保钻具顺利下入套管中，以小尺寸为优 选条件。 2〕以入井安全性和井中环空以及适应合适 打捞工具的原则。 (5)、提高钻具使用寿命的原则： 即钻具在使用过程中，应始终处于本身的最 佳使用状态的工程中，而不能超负荷运转，
2、多级大扭矩马达螺杆钻具 ：
目前已推广的多级大扭矩马达螺杆钻具 适用于： 深井 硬地层井 直井快速钻进 可以为钻井提供良好的动力。
3、新型传动轴总成：
串轴承传动轴总成是在总结原有各传 动轴总成的基础上开发研制出来的，其主 要优点是: ●串轴承结构和精密加工及热处理工艺， 大大提高了传动轴的强度和耐磨性。 ●独特的防掉锁紧装置，当此装置以上部 分出现脱扣、断裂等事故时可以防止钻具 掉井，提高了钻具使用的安全性。 专利号为：01260278.7
旁通阀总成装配
(2)马达总成：
作用:转子在压力泥浆的 驱动下，绕定子轴线旋转， 完成液体压力能向机械能 的转化，为钻头提供动力。
马达总成装配
(3)万向轴总成：
作用:将转子的偏心运 动转化成传动轴 的定轴运动。
万向轴总成装配
径向轴承
(4)传动轴总成：
作用：将马达产生的 扭矩与转速传 递给钻头。
4、油密封式传动轴总成
特点： 改善轴承工作环境，减少了各 轴承的磨损，大大提高了传动轴 总成寿命。 为空气钻具的开发奠定了基础。 专利号为：01268291.8。
密封
5、中成-螺杆钻具在 改进原花瓣式万向轴 总成的同时，又研制 出挠性轴、密封球铰 接式万轴总成、密封 销连接式万向轴总成， 从而满足高转速、大 扭矩、长寿命螺杆钻 具的要求。
如121/4″井眼中，排量为42L/S时，钻具相应的转速情况 以及钻具所处的状态：
钻具型号 4LZ197X7Y 5LZ197X7Y 5LZ197X7Y－Ⅳ 5LZ203X7Y 5LZ203X7Y－Ⅳ 3LZ210X7Y 5LZ210X7Y 4LZ244X7Y 5LZ244X7Y 5LZ244X7Y－Ⅳ 推荐排量(对应转速) 19-32-38(120-203-242 19-32-38(89-150-178) 16-26-38(90-145-180) 19-32-38(75-125-150) 19-32-38((85-144-170 23-42-54(120-220-284) 23-39-54(88-140-180) 38-50-75(139-183-275) 44-50-75(90-102—154) 38-42-149(92-101-149) 工作排量 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 转速 钻具所处的状态 266 196 234 189 164 220 160 153 84 101 超负荷 超负荷 超负荷 超负荷 超负荷 正常 正常 低负荷 低负荷 正常