井下动力工具
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提出还早11年。但真正应用是在世纪20、30年代的前苏联。作为全球 主要应用涡轮钻井的国家，在50年代中期以前，前苏联80%以上的油井 是用涡轮钻进的。与前苏联不同的是，美、英等西方国家在螺杆钻具问 世前，绝大部分的油井是用转盘钻钻成的。
由于涡轮钻具的小扭矩和高转速而无法与牙轮钻头匹配，人们迫切希 望寻找新的具有低转速和大扭矩特性的钻井工具的技术需求，导致了螺 杆钻具的诞生。 20世纪30年代，法国工程师根据对阿基米德螺旋泵的研究成果设计了 单螺杆泵。1955年，美国戴纳公司(Dyna)在单螺杆泵的基础上研制开 发单螺杆钻具，于1968年起开始出售商品，一时占领世界市场。1966 年，前苏联的全苏钻井科学技术研究院开始研制多头螺杆钻具。这种钻 具的低转速大扭矩特性进一步改善了单头螺杆转速偏高、扭矩偏小、仍 不太适合牙轮钻头的不足，扩大了螺杆钻具在定向井中的推广应用。
3-1 井下动力钻具简介
3、井下动力钻具分类
井 下 动 力 钻 具
螺杆钻具 液力驱动 涡轮钻具
电驱动
电动钻具
本节主要讲解螺杆钻具和涡轮钻具
3-2 螺杆钻具
螺杆钻具：根据莫依诺（Rene Moineau ）原理制造的，容
积式井下动力机械， 。 作用：把钻井液的水力能转化为机械能供给钻头。 应用领域：主要用于定向井、水平井的定向造斜及扭方位 施工，也用于直井反扣或侧钻作业中，是目前使用最广泛 的一种井下动力钻具。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
A、旁通阀总成
• 作用：停泵时使钻柱内空间与
环空沟通，避免起下钻和接单根
旁通阀是螺杆 钻具的辅助部 件。
时钻柱内钻井液溢出污染钻台， 影响正常工作。
• 结构：由阀体、阀芯、弹簧、筛 板等组成。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
A、旁通阀总成
工作原理：
a. 开泵时，钻井液压力迫使阀 芯向下运动，造成弹簧压 缩并关闭阀体上的通道 （内装筛板过滤异物）， 此时螺杆钻具可循环钻井 液或正常钻进。
3-2 螺杆钻具
2、工作原理
当高压流体从钻柱内孔进入螺杆钻具时，液 体迫使旁通阀活塞下行并密封旁通阀筛孔，
整个钻具变形成了一个高压密封系统；
当液体通过转子和定子间组成的连续密封腔 时推动转子转动，经万向轴的转换把行星转 动变为轴心转动，带动钻头旋转，即把钻井 液的液力能通过螺杆转换成机械能。
3-2 螺杆钻具
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(2)按螺杆钻具（马达）的公称外径分类
便于使用者根据所钻井眼尺寸来选择相应直径的螺杆钻具，或生产 者根据井眼尺寸系列来开发螺杆钻具的系列与规格。 Φ216mm井眼：Φ165mm、Φ172mm； Φ244mm~Φ311mm井眼：Φ197mm、Φ203mm；
Φ311mm以上井眼：Φ244mm。
螺杆钻具为容积式马达，马达的输入流量和作用于两端的压力降差 决定了钻具的基本性能。
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
（1）理论工作特性
①转速只与排量 Q 和结构有关，而与工况（钻压、扭矩等）无关； ②工作扭矩与压降 P 和结构有关，而与转速无关； ③转速和力矩是各自独立的两个参数； ④具有硬转速特性（不因负载 M 增大而降低转速）和良好的过载能力（ p 增大可导致 工作转矩 M 变大） ； ⑤泵压表可作为井底工况的监视器，由 P 变化来判断和显示井下工况（MT 和钻压 PB） ； ⑥转速 n 随排量 Q 的变化而线性变化， 因此可通过调节排量 Q 很容易地进行转速调节； ⑦工作扭矩 MT 与转速 nT 均与结构（q）有关，增大马达的每转排量，可获得适合于钻 井作业时的低速大扭矩特性。
• 单弯、同向双弯：造斜率高、造斜效果好，水平井必备工具； • 异向双弯钻具：水平段钻进，有微增、降斜功能，稳斜、稳平效
果好，可配合旋转方式钻进，控制轨迹方便。
技术关键：各弯点的选择及弯角加工精度的控制
3-2 螺杆钻具
4、工作特性（外特性）
(1)理论工作特性：
M T 、 NT —马达理论扭矩、功率；
(2)实际工作特性
M —马达实际转矩；
n —钻头实际转速；
N 0 —马达实际输出功率；
p —马达总压降， p p2 p1
p1 —马达起动压降（约 0.5～1MPa） ；
1 M p q m 2 1 p 2 q C 2
60 Q n v q
N 0 p Q
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。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
B、马达总成
• 工作原理：万向轴约束了转子的轴向运动，所以高压钻井液
在流过马达副时，不平衡的水压力驱动转子作平面行星运动， 转子的自转转速和力矩经万向轴传给传动轴和钻头。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
p 2 —马达负荷压降，也称为工作压降。
p1 p C—马达的转矩系数， C m 1 m p p 2 2
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
(2)实际工作特性
C、万向轴总成
作用：将马达的行星运动转变为传动轴的定轴转动，
将马达产生的扭矩及转速传递给传动轴和钻头。
结构及工作原理：壳体和万向轴。
a) 直螺杆钻具的万向轴壳体无弯角，而弯壳体 螺杆钻具的万向轴壳体带有弯角。 b) 万向轴有几种不同的结构形式，普遍采用瓣 型连接轴和挠性连接轴。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
(2)实际工作特性
螺杆钻具的转子与定子之间存在摩擦阻力和密封腔间的 漏失，其它部分也存在机械和水力损失（如传动轴的轴
承节），造成实际工作特性与理论工作特性差异很大。
螺杆钻具存在机械效率 m 和水力效率 v ； 其总效率为： m v
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
Φ152mm以下井眼（小井眼）：Φ120mm、Φ100mm、Φ95mm、 Φ89mm、Φ54mm等。多用于套管开窗侧钻和修井作业，及地质 勘探和其他地下工程的钻小孔作业。
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(3)按螺杆钻具万向轴壳体结构特征分类
根据万向轴壳体是否带有结构弯角，将螺杆钻具划分为常规的直 螺杆钻具（无结构弯角）和弯壳体螺杆钻具（带结构弯角）。 直螺杆钻具上方加配弯接头主要用于钻常规定向井。 弯壳体螺杆钻具主要用于钻水平井、大位移井、多分支井等。
随着钻井技术发展及弯壳体螺杆钻具品种规格的增加， 弯壳体螺杆钻具的应用更加普遍。
3-2 螺杆钻具
导向螺杆钻具
结构特点：弯壳体＋稳定器＋中空转子 类型：单弯、同向双弯、异向双弯 用途：配合PDC钻头（或牙轮钻头）组成导向钻具组合，完成定向
造斜，在不更换钻具组合情况下实现稳斜段及水平井段的钻井。
生产商： Smith公司：迪纳钻具（Dyna系列）；
• Christensen公司：纳维钻具（Navi系列）； • 北京石油机械厂、大港中成石油机械厂、天津立林公司。
3-2 螺杆钻具
1、基本结构
由四部分组成，从上至下依次为： • 旁通阀总成； • 马达总成；
• 万向轴总成；
• 传动轴总成。
以“5LZ165—7.0B”为例：5—马达转子为5头；LZ—螺杆钻具； 165—外径为165mm（6-1/2in）；7.0—许用的最大钻头水眼压降为 7.0MPa；B—第二次改进（为中空转子） 。
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(1)按螺杆马达的结构特征分类
根据螺杆马达的结 构特征及其结构参 数进行分类。
3-1 井下动力钻具简介
2、井下动力钻具发展概况
随着定向井数目的增加，20世纪70年代，人们对螺杆钻具的兴趣与日 俱增。多头螺杆钻具逐步取代单头螺杆钻具而成为主导产品。更多的国 外钻井设备公司，特别是斯伦贝谢、贝克(Baker)和克里斯坦森等公司， 都开始制造自己的多头螺杆钻具。 井下动力钻具在美、英、法、德和原苏联等国家，经过40年的探索和 研究，其制造工艺及其应用技术不断发展和完善，已成为当今世界石油 钻井中定向井、丛式井、大斜度井、水平井等钻井作业必不可少的重要 工具。 我国是在20世纪70年代末期开始研制涡轮钻具和多头螺杆钻具，在80 年代初曾推广使用涡轮钻具，但由于其转速高与牙轮钻头不配套，加之 当时的固相处理技术不过关，限制了涡轮钻具的应用。20世纪80年代引 进美国戴纳公司(Dyna)螺杆钻具技术后，螺杆钻具发展迅速，得到普遍 应用。现在，我国已有十余家工厂可以生产螺杆钻具，国产螺杆钻具已 成为主要的钻井工具。
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； 实现井身轨迹的定向控制； 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。
3-1 井下动力钻具简介
2、井下动力钻具发展概况
世界上第一台单级涡轮的专利注册于1873年的美国，比转盘钻井的
a) 按螺杆马达转子端面线型的“头数”N（Lobe，又称波瓣数）， 可分为单头钻具（N=1）和多头钻具（N2）。单头马达具有高转 速、小扭矩特性。多头马达具有低转速、大扭矩特性。 b) 按马达转子与定的关系进行子头数分类。原理上讲，只要二者头 数相差1均可构成螺杆马达，可分为N/（N+1）型N/（N－1）型两 种。 目前油气井作业中普遍采用N/（N+1）型螺杆钻具。 c) 按马达“级数”进行分类。螺杆马达的定子－转子运动副的长度 与定子导程长度的比值，即定子－转子运动副所包含的定子导程 的整倍数，称为螺杆马达的级数（Stage）。实际用于钻井作业的 螺杆钻具马达，单头的多在3级以上，多头的多在2级以上。级数 越多，马达可输出的工作力矩值越大。
D、传动轴总成
作用：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。
结构及工作原理：
a) 由壳体、传动轴、上部推力轴承、下部推
力轴承、径向扶正轴承组及其它辅助零件
总装组成。 b) 上、下推力轴承用来承受钻具在各种工况
下产生的轴向力。径向扶正轴承组用于对
传动轴进行扶正，保证其正常工作位置。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
D、传动轴总成
结构及工作原理：
c) 传动轴总成的推力轴承是螺杆钻具最 易损坏的部位 （上部推力轴承）。
d) 常规螺杆钻具的传动轴外壳上不带稳 定器（水平井用的螺杆钻具除外）。
e) 对干中曲率造斜用的螺杆钻具，为了 保证有足够的造斜率，要求压缩万向 轴壳体弯点至钻头的距离，需要设计 轴向尺寸较小的传动轴总成。
b. 停泵时，钻井液压力消失，被压缩的弹簧上举阀芯，旁通阀 开启，使钻柱内空间与环空沟通。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
B、马达总成
作用：把钻井液的水力能转化为机械能。
结构：由转子和定子两部分组成。
马达是螺杆钻 具的动力部件。
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。
包括理论工作 特性和实际工 作特性
M T T p Q nT 60 Q / q
T —钻头理论角速度；
nT —钻头理论转速，即马达输出的自转转速；
p —马达进出口Βιβλιοθήκη Baidu压力降； Q —流经马达的流量，即“排量” ；
1 MT p q 2
N T p Q
q —马达每转排量，是一个结构参数，仅与线型和几何尺寸有关。
井下动力钻具
3-1 井下动力钻具简介 3-2 螺杆钻具 3-3 涡轮钻具 3-4 动力钻具选用
3-1 动力钻具简介
1、井下动力钻具：将动力发动机臵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臵，称为井下动力钻具。这
种钻井方式称为井下动力钻具钻井。特点如下：
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；
3、分类方法
□ LZ □×□ □ ─轴承结构形式 │ │ │ └───最大允许钻头水眼压降(MPa) └─────钻具直径(mm) Y：硬质合金轴承 0：转子中空 2：挠性轴 3：弯壳体 4：双弯壳体 7：稳定器＋双弯壳体 6：稳定器＋弯壳体
└────────转子瓣数(单头省略) C：船用橡胶轴承 J：金刚石轴承 1：改进型 5：稳定器
由于涡轮钻具的小扭矩和高转速而无法与牙轮钻头匹配，人们迫切希 望寻找新的具有低转速和大扭矩特性的钻井工具的技术需求，导致了螺 杆钻具的诞生。 20世纪30年代，法国工程师根据对阿基米德螺旋泵的研究成果设计了 单螺杆泵。1955年，美国戴纳公司(Dyna)在单螺杆泵的基础上研制开 发单螺杆钻具，于1968年起开始出售商品，一时占领世界市场。1966 年，前苏联的全苏钻井科学技术研究院开始研制多头螺杆钻具。这种钻 具的低转速大扭矩特性进一步改善了单头螺杆转速偏高、扭矩偏小、仍 不太适合牙轮钻头的不足，扩大了螺杆钻具在定向井中的推广应用。
3-1 井下动力钻具简介
3、井下动力钻具分类
井 下 动 力 钻 具
螺杆钻具 液力驱动 涡轮钻具
电驱动
电动钻具
本节主要讲解螺杆钻具和涡轮钻具
3-2 螺杆钻具
螺杆钻具：根据莫依诺（Rene Moineau ）原理制造的，容
积式井下动力机械， 。 作用：把钻井液的水力能转化为机械能供给钻头。 应用领域：主要用于定向井、水平井的定向造斜及扭方位 施工，也用于直井反扣或侧钻作业中，是目前使用最广泛 的一种井下动力钻具。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
A、旁通阀总成
• 作用：停泵时使钻柱内空间与
环空沟通，避免起下钻和接单根
旁通阀是螺杆 钻具的辅助部 件。
时钻柱内钻井液溢出污染钻台， 影响正常工作。
• 结构：由阀体、阀芯、弹簧、筛 板等组成。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
A、旁通阀总成
工作原理：
a. 开泵时，钻井液压力迫使阀 芯向下运动，造成弹簧压 缩并关闭阀体上的通道 （内装筛板过滤异物）， 此时螺杆钻具可循环钻井 液或正常钻进。
3-2 螺杆钻具
2、工作原理
当高压流体从钻柱内孔进入螺杆钻具时，液 体迫使旁通阀活塞下行并密封旁通阀筛孔，
整个钻具变形成了一个高压密封系统；
当液体通过转子和定子间组成的连续密封腔 时推动转子转动，经万向轴的转换把行星转 动变为轴心转动，带动钻头旋转，即把钻井 液的液力能通过螺杆转换成机械能。
3-2 螺杆钻具
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(2)按螺杆钻具（马达）的公称外径分类
便于使用者根据所钻井眼尺寸来选择相应直径的螺杆钻具，或生产 者根据井眼尺寸系列来开发螺杆钻具的系列与规格。 Φ216mm井眼：Φ165mm、Φ172mm； Φ244mm~Φ311mm井眼：Φ197mm、Φ203mm；
Φ311mm以上井眼：Φ244mm。
螺杆钻具为容积式马达，马达的输入流量和作用于两端的压力降差 决定了钻具的基本性能。
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
（1）理论工作特性
①转速只与排量 Q 和结构有关，而与工况（钻压、扭矩等）无关； ②工作扭矩与压降 P 和结构有关，而与转速无关； ③转速和力矩是各自独立的两个参数； ④具有硬转速特性（不因负载 M 增大而降低转速）和良好的过载能力（ p 增大可导致 工作转矩 M 变大） ； ⑤泵压表可作为井底工况的监视器，由 P 变化来判断和显示井下工况（MT 和钻压 PB） ； ⑥转速 n 随排量 Q 的变化而线性变化， 因此可通过调节排量 Q 很容易地进行转速调节； ⑦工作扭矩 MT 与转速 nT 均与结构（q）有关，增大马达的每转排量，可获得适合于钻 井作业时的低速大扭矩特性。
• 单弯、同向双弯：造斜率高、造斜效果好，水平井必备工具； • 异向双弯钻具：水平段钻进，有微增、降斜功能，稳斜、稳平效
果好，可配合旋转方式钻进，控制轨迹方便。
技术关键：各弯点的选择及弯角加工精度的控制
3-2 螺杆钻具
4、工作特性（外特性）
(1)理论工作特性：
M T 、 NT —马达理论扭矩、功率；
(2)实际工作特性
M —马达实际转矩；
n —钻头实际转速；
N 0 —马达实际输出功率；
p —马达总压降， p p2 p1
p1 —马达起动压降（约 0.5～1MPa） ；
1 M p q m 2 1 p 2 q C 2
60 Q n v q
N 0 p Q
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。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
B、马达总成
• 工作原理：万向轴约束了转子的轴向运动，所以高压钻井液
在流过马达副时，不平衡的水压力驱动转子作平面行星运动， 转子的自转转速和力矩经万向轴传给传动轴和钻头。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
p 2 —马达负荷压降，也称为工作压降。
p1 p C—马达的转矩系数， C m 1 m p p 2 2
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
(2)实际工作特性
C、万向轴总成
作用：将马达的行星运动转变为传动轴的定轴转动，
将马达产生的扭矩及转速传递给传动轴和钻头。
结构及工作原理：壳体和万向轴。
a) 直螺杆钻具的万向轴壳体无弯角，而弯壳体 螺杆钻具的万向轴壳体带有弯角。 b) 万向轴有几种不同的结构形式，普遍采用瓣 型连接轴和挠性连接轴。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
(2)实际工作特性
螺杆钻具的转子与定子之间存在摩擦阻力和密封腔间的 漏失，其它部分也存在机械和水力损失（如传动轴的轴
承节），造成实际工作特性与理论工作特性差异很大。
螺杆钻具存在机械效率 m 和水力效率 v ； 其总效率为： m v
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
Φ152mm以下井眼（小井眼）：Φ120mm、Φ100mm、Φ95mm、 Φ89mm、Φ54mm等。多用于套管开窗侧钻和修井作业，及地质 勘探和其他地下工程的钻小孔作业。
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(3)按螺杆钻具万向轴壳体结构特征分类
根据万向轴壳体是否带有结构弯角，将螺杆钻具划分为常规的直 螺杆钻具（无结构弯角）和弯壳体螺杆钻具（带结构弯角）。 直螺杆钻具上方加配弯接头主要用于钻常规定向井。 弯壳体螺杆钻具主要用于钻水平井、大位移井、多分支井等。
随着钻井技术发展及弯壳体螺杆钻具品种规格的增加， 弯壳体螺杆钻具的应用更加普遍。
3-2 螺杆钻具
导向螺杆钻具
结构特点：弯壳体＋稳定器＋中空转子 类型：单弯、同向双弯、异向双弯 用途：配合PDC钻头（或牙轮钻头）组成导向钻具组合，完成定向
造斜，在不更换钻具组合情况下实现稳斜段及水平井段的钻井。
生产商： Smith公司：迪纳钻具（Dyna系列）；
• Christensen公司：纳维钻具（Navi系列）； • 北京石油机械厂、大港中成石油机械厂、天津立林公司。
3-2 螺杆钻具
1、基本结构
由四部分组成，从上至下依次为： • 旁通阀总成； • 马达总成；
• 万向轴总成；
• 传动轴总成。
以“5LZ165—7.0B”为例：5—马达转子为5头；LZ—螺杆钻具； 165—外径为165mm（6-1/2in）；7.0—许用的最大钻头水眼压降为 7.0MPa；B—第二次改进（为中空转子） 。
3-2 螺杆钻具
3、分类方法
(1)按螺杆马达的结构特征分类
根据螺杆马达的结 构特征及其结构参 数进行分类。
3-1 井下动力钻具简介
2、井下动力钻具发展概况
随着定向井数目的增加，20世纪70年代，人们对螺杆钻具的兴趣与日 俱增。多头螺杆钻具逐步取代单头螺杆钻具而成为主导产品。更多的国 外钻井设备公司，特别是斯伦贝谢、贝克(Baker)和克里斯坦森等公司， 都开始制造自己的多头螺杆钻具。 井下动力钻具在美、英、法、德和原苏联等国家，经过40年的探索和 研究，其制造工艺及其应用技术不断发展和完善，已成为当今世界石油 钻井中定向井、丛式井、大斜度井、水平井等钻井作业必不可少的重要 工具。 我国是在20世纪70年代末期开始研制涡轮钻具和多头螺杆钻具，在80 年代初曾推广使用涡轮钻具，但由于其转速高与牙轮钻头不配套，加之 当时的固相处理技术不过关，限制了涡轮钻具的应用。20世纪80年代引 进美国戴纳公司(Dyna)螺杆钻具技术后，螺杆钻具发展迅速，得到普遍 应用。现在，我国已有十余家工厂可以生产螺杆钻具，国产螺杆钻具已 成为主要的钻井工具。
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； 实现井身轨迹的定向控制； 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。
3-1 井下动力钻具简介
2、井下动力钻具发展概况
世界上第一台单级涡轮的专利注册于1873年的美国，比转盘钻井的
a) 按螺杆马达转子端面线型的“头数”N（Lobe，又称波瓣数）， 可分为单头钻具（N=1）和多头钻具（N2）。单头马达具有高转 速、小扭矩特性。多头马达具有低转速、大扭矩特性。 b) 按马达转子与定的关系进行子头数分类。原理上讲，只要二者头 数相差1均可构成螺杆马达，可分为N/（N+1）型N/（N－1）型两 种。 目前油气井作业中普遍采用N/（N+1）型螺杆钻具。 c) 按马达“级数”进行分类。螺杆马达的定子－转子运动副的长度 与定子导程长度的比值，即定子－转子运动副所包含的定子导程 的整倍数，称为螺杆马达的级数（Stage）。实际用于钻井作业的 螺杆钻具马达，单头的多在3级以上，多头的多在2级以上。级数 越多，马达可输出的工作力矩值越大。
D、传动轴总成
作用：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。
结构及工作原理：
a) 由壳体、传动轴、上部推力轴承、下部推
力轴承、径向扶正轴承组及其它辅助零件
总装组成。 b) 上、下推力轴承用来承受钻具在各种工况
下产生的轴向力。径向扶正轴承组用于对
传动轴进行扶正，保证其正常工作位置。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
D、传动轴总成
结构及工作原理：
c) 传动轴总成的推力轴承是螺杆钻具最 易损坏的部位 （上部推力轴承）。
d) 常规螺杆钻具的传动轴外壳上不带稳 定器（水平井用的螺杆钻具除外）。
e) 对干中曲率造斜用的螺杆钻具，为了 保证有足够的造斜率，要求压缩万向 轴壳体弯点至钻头的距离，需要设计 轴向尺寸较小的传动轴总成。
b. 停泵时，钻井液压力消失，被压缩的弹簧上举阀芯，旁通阀 开启，使钻柱内空间与环空沟通。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
B、马达总成
作用：把钻井液的水力能转化为机械能。
结构：由转子和定子两部分组成。
马达是螺杆钻 具的动力部件。
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。
包括理论工作 特性和实际工 作特性
M T T p Q nT 60 Q / q
T —钻头理论角速度；
nT —钻头理论转速，即马达输出的自转转速；
p —马达进出口Βιβλιοθήκη Baidu压力降； Q —流经马达的流量，即“排量” ；
1 MT p q 2
N T p Q
q —马达每转排量，是一个结构参数，仅与线型和几何尺寸有关。
井下动力钻具
3-1 井下动力钻具简介 3-2 螺杆钻具 3-3 涡轮钻具 3-4 动力钻具选用
3-1 动力钻具简介
1、井下动力钻具：将动力发动机臵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臵，称为井下动力钻具。这
种钻井方式称为井下动力钻具钻井。特点如下：
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；
3、分类方法
□ LZ □×□ □ ─轴承结构形式 │ │ │ └───最大允许钻头水眼压降(MPa) └─────钻具直径(mm) Y：硬质合金轴承 0：转子中空 2：挠性轴 3：弯壳体 4：双弯壳体 7：稳定器＋双弯壳体 6：稳定器＋弯壳体
└────────转子瓣数(单头省略) C：船用橡胶轴承 J：金刚石轴承 1：改进型 5：稳定器