江钻等壁厚螺杆钻具使用说明书(最终板)-6

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螺杆钻具。 江钻股份致力于为用户提供优质的技术服务， 螺杆钻具分销部 遍布国内外各油田，建立了完善的售前、售中和售后服务体系，及 时为用户提供钻具应用解决方案， 个性化的产品设计为用户带来更 大的增值效益，实现双赢。
3 江钻螺杆钻具性能特点
等壁厚技术应用于螺杆钻具，具有革命性的意义。江钻螺杆钻 具采用等壁厚技术，使用先进的计算机技术设计，马达橡胶层薄且 应力分布均匀，其抗变形能力强；密封性好，容积效率高；温胀、 溶胀均匀，具有良好的散热性能；高效区范围广。 与常规螺杆钻具相比，具有如下优势：
4.3 等壁厚马达总成
螺杆钻具马达由定子和转子组成（如图 5 所示） 。等壁厚马达 定子是在特制的壳体内螺旋面上压注一层薄的橡胶衬套而成， 橡胶 衬套内孔是具有一定几何参数的内螺旋面。 转子的表面经过特殊强 化处理，具有高耐磨性及抗腐蚀能力。定子的头数比转子多一个， 两者相互啮合，形成密封腔，在泥浆的作用下转子在定子中转动， 密封腔沿着轴向移动，不断的生成与消失，将泥浆的水力能转化为 机械能。
目
录
1 序言 .................................................................................. 1 2 公司简介........................................................................... 1 3 江钻螺杆钻具性能特点 .................................................... 2 4 螺杆钻具的结构及工作原理 ............................................ 3 4.1 旁通阀总成 .................................................................... 4 4.2 转子防掉装置 ................................................................ 5 4.3 等壁厚马达总成............................................................. 5 4.4 万向轴总成 .................................................................... 7 4.5 传动轴总成 .................................................................... 8 4.6 导向螺杆钻具 ................................................................ 9 5 螺杆钻具的选择 ............................................................... 9 5.1 井底温度对螺杆钻具性能影响 ...................................... 9 5.2 泥浆对螺杆钻具的性能影响 ........................................ 10 6 螺杆钻具的正确使用 ....................................................... 11 6.1 螺杆钻具的正确操作 ....................................................11 6.2 导向螺杆钻具的正确操作............................................ 15 7 螺杆钻具的性能判断 ...................................................... 17 7.1 对井底故障的判断 ....................................................... 17 7.2 螺杆钻具井口性能检查 ............................................... 18 8 螺杆钻具的维护与保养 .................................................. 21 8.1 螺杆钻具的现场维护及保养 ........................................ 21 8.2 螺杆钻具的吊运和保管 ............................................... 22
4 An

Qn M w 其中 An 喷嘴面积 An 6.4964 P0
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（mm2）
Qn —流经马达密封腔的流量（lpm) M w —钻井液密度 P0 —马达两端压降
(kg/m ) （KPa）
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在现场施工中若需要中空转子马达， 则需将施工参数告知我公 司，公司将针对性设计适合现场施工的中空转子马达。
9 订货须知......................................................................... 22 附录 1 江钻等壁厚螺杆钻具造斜率 ................................. 24 附录 2 可调弯壳体操作说明............................................. 26 附录 3 钻具上下端螺纹上扣扭矩 ..................................... 28 附录 4 江钻等壁厚螺杆钻具型号说明.............................. 29 附录 5 转盘转速与弯外壳角度的关系.............................. 30 附录 7 江钻等壁厚螺杆钻具技术参数.............................. 32 附录 8 弯角标记槽和刻线 ................................................ 33 附录 9 江钻螺杆钻具打捞尺寸表 ..................................... 34 附录 10 常用计量单位与换算........................................... 37 附录 11 接头扣型对照表 .................................................. 37 附录 12 常用计算公式 ...................................................... 39
1 序言
螺杆钻具是目前钻井作业中应用最为广泛的井下动力工具。 它 可以与牙轮钻头、金刚石钻头以及其它特殊钻头配合使用，进行直 井、定向井、水平井和开窗侧钻等钻井作业。 本手册主要介绍我公司螺杆钻具的性能、使用要求及注意事项，便 于用户结合钻井作业需求，选好、用好、维护好螺杆钻具，提高钻 井经济效益。操作人员在使用螺杆钻具前需仔细阅读本说明书。 随着技术的进步，我们将不断推出更多新产品以满足市场需 求。因此，请及时参考本公司最新的使用手册，若在使用过程中发 现本手册中信息不明等问题，请及时联系我们，我们将竭诚为您服 务。 本手册仅供参考，不能作为操作人员进行作业的唯一依据。
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常规螺杆的造斜，提高钻井效率； 5） 提高随钻测量仪（MWD)/随钻录井仪(LWD)的测量精度。
4 螺杆钻具的结构及工作原理
螺杆钻具是一种将液体的水力能转化为机械能的容积式井下 动力钻具。螺杆钻具下端与钻头连接，泥浆泵输出的高压泥浆流经 螺杆钻具的马达时， 在马达进出口处形成一定压差推动等壁厚马达 的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴、传动轴传递给钻头，从 而实现钻井作业。 江钻螺杆钻具由传动轴总成、万向轴总成、等壁厚马达总成、转子 防掉装置和旁通阀总成五大部分组成，如图 2 所示。
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旁通阀总成
4.1 旁通阀总成
旁通阀是螺杆钻具的辅助 部件， 它的作用是在停泵时使钻 柱内空间与环空沟通， 以避免起 下钻和接单根时钻柱内钻井液 溢出污染钻台，影响正常工作。 旁通阀由阀体、 阀芯、 弹簧 和滤网等组成。 在开泵时， 钻井
转子防掉装置
等壁厚马达
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， 此时泥浆流经马达正常钻进。 当 停泵时， 钻井液压力消失， 被压 缩的弹簧上举阀芯， 旁通阀又处 于旁通位置， 钻柱内空间与环空 沟通。
2 公司简介
江汉石油钻头股份有限公司（简称江钻股份）是中国石化集团 江汉石油管理局控股的国有上市公司， 隶属于中石化石油工程机械 公司，是国家一级企业、国家重点高新技术企业、国内领先、亚洲 最大、世界先进的石油钻头制造商。 江钻螺杆钻具由江钻股份旗下的井下动力钻具分公司负责生产制 造，公司引进了具有当今世界先进水平的数控转子铣、德士马注胶 机等设备近百台（套） ，拥有具备自主知识产权的等壁厚马达加工 机床、马达试验台、整机试验台等设备，确保产品制造水平及技术 性能均达到国内外先进水平，并具备年产 3000 套等壁厚螺杆钻具 的生产能力。目前公司已有φ120~φ244 等多种尺寸规格及多种型 号的等壁厚螺杆钻具， 且能够设计和生产满足用户特殊需求的各种
万向轴总成
传动轴总成
a)开启 图 2 江钻等壁厚螺杆 钻具结构示意图
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b)关闭
图 3 旁通阀工作原理图
4.2 转子防掉装置
为确保螺杆钻具在井下工作的安全性， 江钻设计了专有的转子 防掉装置。 转子防掉装置位于旁通阀和马达之间， 主要由防掉接头、 防掉挡盘、防掉螺母、防掉杆等零部件组成。
图 4 转子防掉装置
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图 5 不同头数等壁厚马达 根据钻井需要， 螺杆钻具转子和定子可以设计成不同的头数和 级数。马达定子一个导程组成一个密封腔，称为一级。一般来说，
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相同头数的马达，级数越多，扭矩越大；相同级数的马达，头数越 少，转速越高，扭矩越小；马达的头数越多，转速越低，扭矩越大。 为了增加钻头的水马力和泥浆的上返速度， 可将转子加工成为 带喷嘴的中空转子。对于中空转子马达，在泥浆密度、喷嘴尺寸和 马达流量为定量时， 流经转子喷嘴的流量和流经马达密封腔的流量 总是随负载变化而变化的。钻头离开井底，马达负载近似为零，此 时流经转子喷嘴流量最小， 而流经马达密封腔的流量最大。 钻进时， 马达压差增加，使流经转子喷嘴流量增加，此时流经马达密封腔流 量减少。 中空喷嘴直径的计算公式 ： 喷嘴尺寸 (mm)
常规定子
等壁厚定子
图 1 等壁厚定子及常规定子示意图 1） 马达单位长度承压大，具备更强劲的输出动力； 2） 良好的抗变形能力、散热性能及密封性能，使得等壁厚定 转子能更长时间内保持正常配合，延长马达使用寿命； 3） 定子橡胶受温度和油基泥浆的损害更小，超深井、高温井 适应性相对较强； 4） 钻具长度短，定向能力强，可以缩短定wk.baidu.com时间，同时在定 向井或水平井钻进中可采用单根螺杆完成多根不同弯角
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表 1 中空转子所配的喷嘴尺寸 喷 嘴 号 07 08 09 10 11 12 13 14 15 in 7/32 8/32 9/32 10/32 11/32 12/32 13/32 14/32 15/32 mm 5.56 6.35 7.14 7.94 8.74 9.53 10.31 11.11 11.91 喷嘴直径 喷 嘴 号 16 18 20 22 24 28 30 32 in 16/32 18/32 20/32 22/32 24/32 28/32 30/32 32/32 mm 12.70 14.27 15.88 17.48 19.05 22.23 23.8 25.4 喷嘴直经