井下动力钻具
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∆p
涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 总效率 η =η η
机 i
转化效率
ηi = η水η容
涡轮钻具的工作特性
根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值， 根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值，可近似做出涡 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。
是由两方面叠加而成的，一方面，螺杆绕本身轴线转 是由两方面叠加而成的，一方面， 另一方面螺杆的轴线又绕衬套的轴线旋转， 动；另一方面螺杆的轴线又绕衬套的轴线旋转，而 且转向与自转相反。 且转向与自转相反。
N l = M lω = Ql ρ u (c1u − c2u )
如忽略能量转化过程中的损失，则由能量守恒定律可知， 如忽略能量转化过程中的损失，则由能量守恒定律可知，涡 轮获得机械能等于液体消耗的能量， 轮获得机械能等于液体消耗的能量，即
M lω = Ql H l ρ g
涡轮钻具的工作特性
由此可得，每公斤液体传给涡轮的能量， 由此可得，每公斤液体传给涡轮的能量，即转化压头
图 4 涡轮的理论特性曲线
涡轮钻具的工作特性
环流系数的概念：组成涡轮功率的两个因素 环流系数的概念：组成涡轮功率的两个因素——动力因素和运动 动力因素和运动 因素在无冲击工况时的比值称为环流系数， 表示。 因素在无冲击工况时的比值称为环流系数，用 表示。即
u为涡轮的圆周速度。由上式可见，当涡轮功率相等时，系数 为涡轮的圆周速度。由上式可见，当涡轮功率相等时， 为涡轮的圆周速度 越大，则涡轮的扭矩越大，无冲击工况时的转速越低， 越大，则涡轮的扭矩越大，无冲击工况时的转速越低，涡轮为 低速大扭矩。而系数越小，转速越高，涡轮为高速低扭矩。 低速大扭矩。而系数越小，转速越高，涡轮为高速低扭矩。 涡轮的最优工况，即最高效率点的工况，总是在顶点（ 涡轮的最优工况，即最高效率点的工况，总是在顶点（最大功率 工况与无冲击工况之间，对正常涡轮来说， 点）工况与无冲击工况之间，对正常涡轮来说，其无冲击工况 和顶点工况重合，因此也就是最佳工况。 和顶点工况重合，因此也就是最佳工况。 涡轮的相似理论。在钻井过程中，泥浆泵的流量是经常改变的， 涡轮的相似理论。在钻井过程中，泥浆泵的流量是经常改变的， 此时涡轮特性的变化可用相似公式求得。具体不在描述。 此时涡轮特性的变化可用相似公式求得。具体不在描述。
单螺杆钻具的结构和作用原理
图 5 迪纳钻具结构 1—旁通阀；2—螺杆（转子）；3—定子衬套； 4—万向轴；5—主轴；6—钻杆接头。
单螺杆钻具的结构和作用原理
为迪纳单螺杆钻具的结构图， 图5为迪纳单螺杆钻具的结构图，它主要由旁通阀、 为迪纳单螺杆钻具的结构图 它主要由旁通阀、 马达（包括定子和转子）、万定子和转子）、万向轴及主轴等组成。 旁通阀装载钻具的顶部， 旁通阀装载钻具的顶部，它的作用是在下钻时允许钻 井液充入钻杆柱，起钻时允许钻井液从钻杆柱放空 井液充入钻杆柱， 在循环钻井液及钻具工作时， ，在循环钻井液及钻具工作时，关闭旁通阀的旁通 使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 孔，使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 旁通孔又会自动打开。 旁通孔又会自动打开。 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（ 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（转 和衬套（定子）两部分组成， 子）和衬套（定子）两部分组成，螺杆的材料为合 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为R的圆 的圆， 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为 的圆，螺杆可 认为是一系列的圆所组成的， 认为是一系列的圆所组成的，其各圆心的轨迹是以 偏心距e为半径 为螺距的柱面螺旋线 为半径、 为螺距的柱面螺旋线。 偏心距 为半径、l为螺距的柱面螺旋线。其形状很 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，其断面由两个半 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，
涡轮钻具的结构特点
图1 1—定子叶片 2—转子叶片
涡轮钻具结构特点
图2 1—支撑盘 2—止推轴承 3—支撑环 4—轴
涡轮钻具结构特点
涡轮钻具在使用时所有转动的零件（转子、支撑盘、支撑环） 涡轮钻具在使用时所有转动的零件（转子、支撑盘、支撑环） 都用转子螺母固紧在主轴上，所有不转零件（定子、 都用转子螺母固紧在主轴上，所有不转零件（定子、止推轴 中轴承）都用一个下部短节压紧在外壳内。 承、中轴承）都用一个下部短节压紧在外壳内。
井下动力钻具
井下动力钻具 • 主要包括：涡轮钻具、单螺杆钻具、 主要包括：涡轮钻具、单螺杆钻具、 电动钻具。 电动钻具。 最大特点是利用高压钻井泥浆的液压 将其转化为涡轮轴的机械能， 能，将其转化为涡轮轴的机械能，以 带动钻头破岩。 带动钻头破岩。
涡轮钻具
涡轮由一个导向轮（定子）和一个工作轮（转子） 涡轮由一个导向轮（定子）和一个工作轮（转子） 组成，注意的是它的工作液体是泥浆，粘度大， 组成，注意的是它的工作液体是泥浆，粘度大， 含沙多， 含沙多，所以设计时要注意涡轮的零部件能适应 这种工作条件。 这种工作条件。 石油矿场涡轮可分为三类：直井涡轮钻具、 石油矿场涡轮可分为三类：直井涡轮钻具、造斜 涡轮钻具和特殊涡轮钻具。 涡轮钻具和特殊涡轮钻具。
涡轮钻具的工作特性
在转子进口与出口处， 在转子进口与出口处，单位重量液体的能量一部分变为涡轮的机 另一部分为转子内的水力损失， 械能 H ,另一部分为转子内的水力损失，即 另一部分为转子内的水力损失
l
p1 − p0 c1 − c2 + = H l + h转 ρg 2g
2 2
上式表明，涡轮中机械能的来源， 上式表明，涡轮中机械能的来源，一部分是转子中液体的压力降 除去水力损失），另一部分是转子的动能降， ），另一部分是转子的动能降 （除去水力损失），另一部分是转子的动能降，由于转子出 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度， 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度，所以转子的动 能降等于定子中动能的增加值， 能降等于定子中动能的增加值，它是由定子内的压力降变来 的。 ∆p转 ∆p定 ∆p Hl = − h转 + − h定 = −h ρg ρg ρg 或者
c1u − c2u σ= u
σ
单螺杆钻具
容积式水力机械，主要优点是结构简单，过载能力好 容积式水力机械，主要优点是结构简单， 在小尺寸时能得到大扭矩和功率， ，在小尺寸时能得到大扭矩和功率，它可以在小流 量下工作，转速较低，且不受井底载荷的影响， 量下工作，转速较低，且不受井底载荷的影响，因 而更适合牙轮钻头的工作。 而更适合牙轮钻头的工作。 可分为两大类：单线单螺杆钻具， 可分为两大类：单线单螺杆钻具，以美国的迪纳钻具 和纳维钻具为代表；多线单螺杆钻具， 和纳维钻具为代表；多线单螺杆钻具，前苏联的多 线单螺杆钻具（九线）， ），我国研制的三线螺杆钻具 线单螺杆钻具（九线），我国研制的三线螺杆钻具 和单线单螺杆钻具比， 。和单线单螺杆钻具比，多线单螺杆钻具具有转速 更低、扭矩更大的优点，对于钻井更为理想。我国 更低、扭矩更大的优点，对于钻井更为理想。 除研制多线单螺杆钻具外， 除研制多线单螺杆钻具外，也开始了单线单螺杆钻 具的生产。 具的生产。
Hl = H − h
涡轮钻具的工作特性
式中， 、 每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量， 式中，H、 ρg —每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量，即消 每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量 耗压头。 耗压头。 h—涡轮定子和转子中水力损失之和。 h = h定 + h转 涡轮定子和转子中水力损失之和。 涡轮定子和转子中水力损失之和 上式说明， 上式说明，涡轮中机械能的来源是由定子和转子的总压力降转化 而来的， 而来的，而定子和转子压力降的分配主要决定于定子和转子 的叶片结构形状，在定子中只有液体能量的转化， 的叶片结构形状，在定子中只有液体能量的转化，在转子中 液体的部分动能和压能转变为涡轮轴上的机械能。 液体的部分动能和压能转变为涡轮轴上的机械能。
涡轮钻具结构特点
图3 涡轮钻具结构图
涡轮钻具的工作特性
涡轮的基本方程式： 涡轮的基本方程式： 扭矩公式： 扭矩公式：
M l = Ql ρR(c1u − c2u )
此式表明： 此式表明：涡轮从液体获得的扭矩大小与通过涡轮的流量及 涡轮的尺寸成正比， 涡轮的尺寸成正比，同时也与转子进口及出口绝对速度的变 化有关，变化越大，则扭矩越大，涡轮从液体获得的功率， 化有关，变化越大，则扭矩越大，涡轮从液体获得的功率， 即转化功率为
单螺杆钻具的结构和作用原理
径为R的半圆和两条长度为 的线段组成 径为 的半圆和两条长度为4e的线段组成（图6） 的半圆和两条长度为 的线段组成（ ）
图6 定子衬套断面
图7 衬套及螺杆 1—橡胶衬套；2—螺杆
图8 螺杆旋转力矩的形成
单螺杆钻具的结构和作用原理
若两个半圆的圆心绕其形心O以 为导程做柱面螺旋运动 为导程做柱面螺旋运动， 若两个半圆的圆心绕其形心 以T为导程做柱面螺旋运动，则断 面的轮廓形成了衬套的内腔，为使衬套和螺杆正确啮合， 面的轮廓形成了衬套的内腔，为使衬套和螺杆正确啮合，单 螺杆机械中，必须使衬套的螺距和螺杆的螺距必须相等， 螺杆机械中，必须使衬套的螺距和螺杆的螺距必须相等，即
Hl = M lω u = (c1u − c2u ) Ql ρ g g
此即为涡轮的压头公式， 此即为涡轮的压头公式，表明涡轮所得的能量与转子进口及出口 出液体速度间的关系。 出液体速度间的关系。 液体在定子中的压力降
∆p定 p0 − p1 c12 − c0 2 = = + h定 2g ρg ρg
式中， 式中，h定 ——定子中水力损失 定子中水力损失 上式表明，液体在定子中的压力降主要用于增加动能， 上式表明，液体在定子中的压力降主要用于增加动能，即把压能 转化为动能，其余的定子中的水力损失。 转化为动能，其余的定子中的水力损失。
l衬套 = l螺杆 = l
对于单线单螺杆钻具，螺杆为单头，衬套为双头， 对于单线单螺杆钻具，螺杆为单头，衬套为双头，因而衬套的导 为螺杆螺距t的两倍 程T为螺杆螺距 的两倍。螺杆的轴线相对于衬套的轴线是偏 为螺杆螺距 的两倍。 心安置的，偏心距为e，螺杆上端可以自由旋转， 心安置的，偏心距为 ，螺杆上端可以自由旋转，下端通过万 向轴联到主轴上， 向轴联到主轴上，当高压钻井液从螺杆中心进入螺杆钻具时 它从螺杆和衬套的螺旋通道往下挤压，在螺杆—衬套副的 ，它从螺杆和衬套的螺旋通道往下挤压，在螺杆 衬套副的 任意断面，工作腔室1与高压 相通，工作腔室2与低压 与高压p1相通 与低压p2想 任意断面，工作腔室 与高压 相通，工作腔室 与低压 想 于是此处螺杆的压力差p1-p2作用下产生力 力的作用点 作用下产生力F,力的作用点 通，于是此处螺杆的压力差 作用下产生力 为为螺杆断面的圆心，方向沿衬套轴面的长轴方向， 为为螺杆断面的圆心，方向沿衬套轴面的长轴方向，由于螺 杆本身的轴线与此处螺杆断面的中心有以片偏心距e，于是， 杆本身的轴线与此处螺杆断面的中心有以片偏心距 ，于是， 由压力差产生的力F对螺杆轴线 产生一力矩， 对螺杆轴线O2产生一力矩 由压力差产生的力 对螺杆轴线 产生一力矩，使得螺杆在 衬套内绕轴线O2旋转 产生工作扭矩， 旋转， 衬套内绕轴线 旋转，产生工作扭矩，螺杆在衬套中的运动
涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 涡轮钻具的能量损失：水力损失，容积损失和机械损失。 总效率 η =η η
机 i
转化效率
ηi = η水η容
涡轮钻具的工作特性
根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值， 根据制动，空转，及顶点工况时的扭矩和功率值，可近似做出涡 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。 轮的转化扭矩和转化功率特性曲线。
是由两方面叠加而成的，一方面，螺杆绕本身轴线转 是由两方面叠加而成的，一方面， 另一方面螺杆的轴线又绕衬套的轴线旋转， 动；另一方面螺杆的轴线又绕衬套的轴线旋转，而 且转向与自转相反。 且转向与自转相反。
N l = M lω = Ql ρ u (c1u − c2u )
如忽略能量转化过程中的损失，则由能量守恒定律可知， 如忽略能量转化过程中的损失，则由能量守恒定律可知，涡 轮获得机械能等于液体消耗的能量， 轮获得机械能等于液体消耗的能量，即
M lω = Ql H l ρ g
涡轮钻具的工作特性
由此可得，每公斤液体传给涡轮的能量， 由此可得，每公斤液体传给涡轮的能量，即转化压头
图 4 涡轮的理论特性曲线
涡轮钻具的工作特性
环流系数的概念：组成涡轮功率的两个因素 环流系数的概念：组成涡轮功率的两个因素——动力因素和运动 动力因素和运动 因素在无冲击工况时的比值称为环流系数， 表示。 因素在无冲击工况时的比值称为环流系数，用 表示。即
u为涡轮的圆周速度。由上式可见，当涡轮功率相等时，系数 为涡轮的圆周速度。由上式可见，当涡轮功率相等时， 为涡轮的圆周速度 越大，则涡轮的扭矩越大，无冲击工况时的转速越低， 越大，则涡轮的扭矩越大，无冲击工况时的转速越低，涡轮为 低速大扭矩。而系数越小，转速越高，涡轮为高速低扭矩。 低速大扭矩。而系数越小，转速越高，涡轮为高速低扭矩。 涡轮的最优工况，即最高效率点的工况，总是在顶点（ 涡轮的最优工况，即最高效率点的工况，总是在顶点（最大功率 工况与无冲击工况之间，对正常涡轮来说， 点）工况与无冲击工况之间，对正常涡轮来说，其无冲击工况 和顶点工况重合，因此也就是最佳工况。 和顶点工况重合，因此也就是最佳工况。 涡轮的相似理论。在钻井过程中，泥浆泵的流量是经常改变的， 涡轮的相似理论。在钻井过程中，泥浆泵的流量是经常改变的， 此时涡轮特性的变化可用相似公式求得。具体不在描述。 此时涡轮特性的变化可用相似公式求得。具体不在描述。
单螺杆钻具的结构和作用原理
图 5 迪纳钻具结构 1—旁通阀；2—螺杆（转子）；3—定子衬套； 4—万向轴；5—主轴；6—钻杆接头。
单螺杆钻具的结构和作用原理
为迪纳单螺杆钻具的结构图， 图5为迪纳单螺杆钻具的结构图，它主要由旁通阀、 为迪纳单螺杆钻具的结构图 它主要由旁通阀、 马达（包括定子和转子）、万定子和转子）、万向轴及主轴等组成。 旁通阀装载钻具的顶部， 旁通阀装载钻具的顶部，它的作用是在下钻时允许钻 井液充入钻杆柱，起钻时允许钻井液从钻杆柱放空 井液充入钻杆柱， 在循环钻井液及钻具工作时， ，在循环钻井液及钻具工作时，关闭旁通阀的旁通 使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 孔，使钻井液全部进入螺杆钻具工作，而停泵时， 旁通孔又会自动打开。 旁通孔又会自动打开。 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（ 马达部分是单螺杆钻具的最主要部件，它由螺杆（转 和衬套（定子）两部分组成， 子）和衬套（定子）两部分组成，螺杆的材料为合 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为R的圆 的圆， 金钢，表面渡鉻，其断面是半径为 的圆，螺杆可 认为是一系列的圆所组成的， 认为是一系列的圆所组成的，其各圆心的轨迹是以 偏心距e为半径 为螺距的柱面螺旋线 为半径、 为螺距的柱面螺旋线。 偏心距 为半径、l为螺距的柱面螺旋线。其形状很 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，其断面由两个半 像麻绳的一股。衬套由橡胶制成，
涡轮钻具的结构特点
图1 1—定子叶片 2—转子叶片
涡轮钻具结构特点
图2 1—支撑盘 2—止推轴承 3—支撑环 4—轴
涡轮钻具结构特点
涡轮钻具在使用时所有转动的零件（转子、支撑盘、支撑环） 涡轮钻具在使用时所有转动的零件（转子、支撑盘、支撑环） 都用转子螺母固紧在主轴上，所有不转零件（定子、 都用转子螺母固紧在主轴上，所有不转零件（定子、止推轴 中轴承）都用一个下部短节压紧在外壳内。 承、中轴承）都用一个下部短节压紧在外壳内。
井下动力钻具
井下动力钻具 • 主要包括：涡轮钻具、单螺杆钻具、 主要包括：涡轮钻具、单螺杆钻具、 电动钻具。 电动钻具。 最大特点是利用高压钻井泥浆的液压 将其转化为涡轮轴的机械能， 能，将其转化为涡轮轴的机械能，以 带动钻头破岩。 带动钻头破岩。
涡轮钻具
涡轮由一个导向轮（定子）和一个工作轮（转子） 涡轮由一个导向轮（定子）和一个工作轮（转子） 组成，注意的是它的工作液体是泥浆，粘度大， 组成，注意的是它的工作液体是泥浆，粘度大， 含沙多， 含沙多，所以设计时要注意涡轮的零部件能适应 这种工作条件。 这种工作条件。 石油矿场涡轮可分为三类：直井涡轮钻具、 石油矿场涡轮可分为三类：直井涡轮钻具、造斜 涡轮钻具和特殊涡轮钻具。 涡轮钻具和特殊涡轮钻具。
涡轮钻具的工作特性
在转子进口与出口处， 在转子进口与出口处，单位重量液体的能量一部分变为涡轮的机 另一部分为转子内的水力损失， 械能 H ,另一部分为转子内的水力损失，即 另一部分为转子内的水力损失
l
p1 − p0 c1 − c2 + = H l + h转 ρg 2g
2 2
上式表明，涡轮中机械能的来源， 上式表明，涡轮中机械能的来源，一部分是转子中液体的压力降 除去水力损失），另一部分是转子的动能降， ），另一部分是转子的动能降 （除去水力损失），另一部分是转子的动能降，由于转子出 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度， 口的绝对速度是下一级定子的进口绝对速度，所以转子的动 能降等于定子中动能的增加值， 能降等于定子中动能的增加值，它是由定子内的压力降变来 的。 ∆p转 ∆p定 ∆p Hl = − h转 + − h定 = −h ρg ρg ρg 或者
c1u − c2u σ= u
σ
单螺杆钻具
容积式水力机械，主要优点是结构简单，过载能力好 容积式水力机械，主要优点是结构简单， 在小尺寸时能得到大扭矩和功率， ，在小尺寸时能得到大扭矩和功率，它可以在小流 量下工作，转速较低，且不受井底载荷的影响， 量下工作，转速较低，且不受井底载荷的影响，因 而更适合牙轮钻头的工作。 而更适合牙轮钻头的工作。 可分为两大类：单线单螺杆钻具， 可分为两大类：单线单螺杆钻具，以美国的迪纳钻具 和纳维钻具为代表；多线单螺杆钻具， 和纳维钻具为代表；多线单螺杆钻具，前苏联的多 线单螺杆钻具（九线）， ），我国研制的三线螺杆钻具 线单螺杆钻具（九线），我国研制的三线螺杆钻具 和单线单螺杆钻具比， 。和单线单螺杆钻具比，多线单螺杆钻具具有转速 更低、扭矩更大的优点，对于钻井更为理想。我国 更低、扭矩更大的优点，对于钻井更为理想。 除研制多线单螺杆钻具外， 除研制多线单螺杆钻具外，也开始了单线单螺杆钻 具的生产。 具的生产。
Hl = H − h
涡轮钻具的工作特性
式中， 、 每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量， 式中，H、 ρg —每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量，即消 每公斤液体在一级涡轮中消耗的总能量 耗压头。 耗压头。 h—涡轮定子和转子中水力损失之和。 h = h定 + h转 涡轮定子和转子中水力损失之和。 涡轮定子和转子中水力损失之和 上式说明， 上式说明，涡轮中机械能的来源是由定子和转子的总压力降转化 而来的， 而来的，而定子和转子压力降的分配主要决定于定子和转子 的叶片结构形状，在定子中只有液体能量的转化， 的叶片结构形状，在定子中只有液体能量的转化，在转子中 液体的部分动能和压能转变为涡轮轴上的机械能。 液体的部分动能和压能转变为涡轮轴上的机械能。
涡轮钻具结构特点
图3 涡轮钻具结构图
涡轮钻具的工作特性
涡轮的基本方程式： 涡轮的基本方程式： 扭矩公式： 扭矩公式：
M l = Ql ρR(c1u − c2u )
此式表明： 此式表明：涡轮从液体获得的扭矩大小与通过涡轮的流量及 涡轮的尺寸成正比， 涡轮的尺寸成正比，同时也与转子进口及出口绝对速度的变 化有关，变化越大，则扭矩越大，涡轮从液体获得的功率， 化有关，变化越大，则扭矩越大，涡轮从液体获得的功率， 即转化功率为
单螺杆钻具的结构和作用原理
径为R的半圆和两条长度为 的线段组成 径为 的半圆和两条长度为4e的线段组成（图6） 的半圆和两条长度为 的线段组成（ ）
图6 定子衬套断面
图7 衬套及螺杆 1—橡胶衬套；2—螺杆
图8 螺杆旋转力矩的形成
单螺杆钻具的结构和作用原理
若两个半圆的圆心绕其形心O以 为导程做柱面螺旋运动 为导程做柱面螺旋运动， 若两个半圆的圆心绕其形心 以T为导程做柱面螺旋运动，则断 面的轮廓形成了衬套的内腔，为使衬套和螺杆正确啮合， 面的轮廓形成了衬套的内腔，为使衬套和螺杆正确啮合，单 螺杆机械中，必须使衬套的螺距和螺杆的螺距必须相等， 螺杆机械中，必须使衬套的螺距和螺杆的螺距必须相等，即
Hl = M lω u = (c1u − c2u ) Ql ρ g g
此即为涡轮的压头公式， 此即为涡轮的压头公式，表明涡轮所得的能量与转子进口及出口 出液体速度间的关系。 出液体速度间的关系。 液体在定子中的压力降
∆p定 p0 − p1 c12 − c0 2 = = + h定 2g ρg ρg
式中， 式中，h定 ——定子中水力损失 定子中水力损失 上式表明，液体在定子中的压力降主要用于增加动能， 上式表明，液体在定子中的压力降主要用于增加动能，即把压能 转化为动能，其余的定子中的水力损失。 转化为动能，其余的定子中的水力损失。
l衬套 = l螺杆 = l
对于单线单螺杆钻具，螺杆为单头，衬套为双头， 对于单线单螺杆钻具，螺杆为单头，衬套为双头，因而衬套的导 为螺杆螺距t的两倍 程T为螺杆螺距 的两倍。螺杆的轴线相对于衬套的轴线是偏 为螺杆螺距 的两倍。 心安置的，偏心距为e，螺杆上端可以自由旋转， 心安置的，偏心距为 ，螺杆上端可以自由旋转，下端通过万 向轴联到主轴上， 向轴联到主轴上，当高压钻井液从螺杆中心进入螺杆钻具时 它从螺杆和衬套的螺旋通道往下挤压，在螺杆—衬套副的 ，它从螺杆和衬套的螺旋通道往下挤压，在螺杆 衬套副的 任意断面，工作腔室1与高压 相通，工作腔室2与低压 与高压p1相通 与低压p2想 任意断面，工作腔室 与高压 相通，工作腔室 与低压 想 于是此处螺杆的压力差p1-p2作用下产生力 力的作用点 作用下产生力F,力的作用点 通，于是此处螺杆的压力差 作用下产生力 为为螺杆断面的圆心，方向沿衬套轴面的长轴方向， 为为螺杆断面的圆心，方向沿衬套轴面的长轴方向，由于螺 杆本身的轴线与此处螺杆断面的中心有以片偏心距e，于是， 杆本身的轴线与此处螺杆断面的中心有以片偏心距 ，于是， 由压力差产生的力F对螺杆轴线 产生一力矩， 对螺杆轴线O2产生一力矩 由压力差产生的力 对螺杆轴线 产生一力矩，使得螺杆在 衬套内绕轴线O2旋转 产生工作扭矩， 旋转， 衬套内绕轴线 旋转，产生工作扭矩，螺杆在衬套中的运动