螺桿鉆具組成

螺桿鉆具主要由旁通閥、液馬達(dá)、萬向軸和傳動(dòng)軸等四大總成組成。螺桿馬達(dá)是鉆具的主要部件，很多實(shí)踐和理論分析結(jié)果表明，如欲使馬達(dá)正常有效地工作，每級(jí)馬達(dá)所能承受的壓降以不超過0.8Mpa為宜,否則馬達(dá)就有漏失。轉(zhuǎn)速很快降低，嚴(yán)重時(shí)則完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)損壞。（馬達(dá)的一個(gè)導(dǎo)程為一級(jí)） 現(xiàn)場使用的泥漿流量應(yīng)在推薦的使用范圍內(nèi)，否則將影響馬達(dá)效率，甚至加大磨損。螺桿馬達(dá)的性能參數(shù)是螺桿鉆具的主要性能參數(shù)。馬達(dá)的理論輸出扭矩和馬達(dá)壓降成正比，輸出轉(zhuǎn)數(shù)與輸入泥漿流量成正比，隨著負(fù)荷的增加鉆具轉(zhuǎn)數(shù)降低，所以只要控制地面上的壓力表的讀數(shù)和泵的流量，就能控制井下鉆具的扭矩和轉(zhuǎn)速。

螺桿鉆具旁通閥部分

旁通閥由閥體、閥套、閥芯及彈簧等部件組成，在壓力作用下閥芯在閥套中滑動(dòng)，閥芯的運(yùn)動(dòng)改變了液體的流向，使得旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)：在起、下鉆作業(yè)過程中，閥套與閥體通孔未閉和，旁通閥處于旁通狀態(tài)，使鉆柱中泥漿繞過馬達(dá)進(jìn)入環(huán)空；當(dāng)泥漿流量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，閥芯下移，關(guān)閉旁通閥孔，此時(shí)泥漿流經(jīng)馬達(dá)，把壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)泥漿流量值過小或停泵時(shí)，彈簧把閥芯頂起，旁通閥孔處于開啟位置--處于旁通狀態(tài)。

螺桿鉆具馬達(dá)介紹

馬達(dá)由定子、轉(zhuǎn)子組成。定子是在鋼管內(nèi)壁上壓注橡膠襯套而成，其內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋；轉(zhuǎn)子是一根有硬層的螺桿。轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合，用兩者的導(dǎo)程差而形成螺旋密封腔，以完成能量轉(zhuǎn)換。馬達(dá)轉(zhuǎn)子的螺旋線有單頭和多頭之分。轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越?。活^數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大。

螺桿鉆具萬向軸簡介

萬向軸的作用是將馬達(dá)的行星運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動(dòng)軸至鉆頭。萬向軸多采用撓軸式。

螺桿鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)軸

傳動(dòng)軸的作用是將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給鉆頭，同時(shí)承受鉆壓所產(chǎn)生的軸向和徑向負(fù)荷。我公司制造的鉆具傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)已申請(qǐng)國家專利，具有壽命更長、承載能力更高等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1、鉆井液要求：螺桿鉆具對(duì)于各種泥漿都能有效地工作，包括油基泥漿、乳化泥漿和粘土泥漿，甚至清水等。泥漿粘度和比重對(duì)鉆具的影響很小，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的壓力有直接影響，如果推薦排量下的壓力大于額定泵壓值，就得減少泥漿排量，或者有必要降低通過鉆具和鉆頭的壓力降。泥漿中的砂粒等雜質(zhì)會(huì)影響鉆具性能，加速軸承和馬達(dá)定子的磨損，因此泥漿中含砂量必須控制在1%以下。每種型號(hào)的鉆具都有自身的輸入流量范圍，只有在此范圍內(nèi)鉆具才能有較高的效率，一般應(yīng)取輸入流量范圍的中間值為最佳輸入流量值。

2、泥漿壓力要求： 鉆具懸空時(shí)，排量不變，則通過鉆具的泥漿壓力降也不變，隨著鉆頭 接觸井底鉆壓增加時(shí)，泥漿循環(huán)壓力增加，泵壓也增加，司鉆可用以下公式來控制操作： 打鉆泵壓=循環(huán)泵壓 鉆具負(fù)載壓降 循環(huán)泵壓就是鉆具沒有接觸井底時(shí)泵壓，也叫離底泵壓，鉆具加大扭矩，泵壓就要上升，這時(shí)壓力表的讀數(shù)就叫打鉆泵壓。離底泵壓不是一個(gè)常數(shù)，它隨井深和泥漿的特性變化而變化，但實(shí)際操作中，無必要隨時(shí)測取循環(huán)泵壓的精度值，一般取每次接單根后的離底泵壓為近似值，這樣做完全可以滿足公式的精度要求。鉆具在工作中，打鉆泵壓達(dá)到最大推薦壓力時(shí)，鉆具產(chǎn)生最佳扭矩繼續(xù)增加鉆壓將增加泵壓，當(dāng)超過最大設(shè)計(jì)壓力時(shí)，馬達(dá)可能會(huì)制動(dòng)，此時(shí)應(yīng)立即降低鉆壓，以防鉆具內(nèi)部損壞。

luogan zuanju

Screw drilling tool

螺桿鉆具在出廠前，各部件之間的連接螺紋均已涂厭氧膠，并按規(guī)定力矩上緊，使用前不需要重新緊扣。

1、下井前地面檢查： 用提升短節(jié)將鉆具提起，入轉(zhuǎn)盤卡瓦內(nèi)，使旁通閥位于轉(zhuǎn)盤之上，裝上安全卡瓦，卸去提升短節(jié)，檢查旁通閥的靈活性，方法是用木棒壓下閥芯，然后松開，閥芯在彈簧力的作用下，恢復(fù)正常，反復(fù)壓下3-5次，閥芯無卡阻，運(yùn)動(dòng)靈活，接著將鉆具旁通孔部位下到鉆盤以下開泵，旁通孔封閉，馬達(dá)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)接頭旋轉(zhuǎn)，停泵后，閥芯復(fù)位，泥漿從旁通孔瀉出，鉆具正常。

2、鉆具下入井內(nèi) (1)鉆具下井時(shí)，嚴(yán)格控制下放速度，以防過快時(shí)馬達(dá)倒轉(zhuǎn)，使內(nèi)部連接絲扣脫扣，同時(shí)防止在通過砂橋、套管鞋等處撞壞鉆具。(2)當(dāng)下入深井段或遇到高溫井段時(shí)，以及經(jīng)過流砂層井段時(shí)，應(yīng)定期循環(huán)泥漿冷卻鉆具，保護(hù)定子橡膠，防止砂堵。(3)鉆具接近井底時(shí)要放慢速度，提前循環(huán)后再繼續(xù)下鉆，循環(huán)先小排量，待井口返出泥漿后，再加大排量。(4)不允許頓鉆或?qū)@具座在井底。

3、鉆具鉆進(jìn) (1)鉆具鉆進(jìn)前應(yīng)充分清洗井底，并測循環(huán)泵壓。(2)開始鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)緩慢加鉆壓，待正常鉆進(jìn)時(shí)，司鉆可用下列公式控制操作： 打鉆泵壓=循環(huán)泵壓 鉆具負(fù)載壓降 (3)開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度不宜太快，此時(shí)鉆具和鉆頭都很緊，井底尚未 清洗，易產(chǎn)生鉆頭泥包。(4)鉆具產(chǎn)生的扭矩與馬達(dá)的壓力降成正比，因此增大鉆壓就能增大扭矩。(5)均勻送鉆能保證井段的曲線光滑和定向精度。

4、從井眼中起出并檢查鉆具 (1)用清水沖洗旁通閥，用木棒上、下活動(dòng)閥芯，使其能關(guān)閉靈活為止。(2)用管鉗咬住鉆具，用鏈鉗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)接頭，從旁通閥上部注入清水清洗鉆具內(nèi)部，最后向馬達(dá)內(nèi)注入少量礦物油。(3)起鉆應(yīng)注意起鉆速度，以防卡鉆損壞鉆具。(4)測量鉆具的軸承間隙,如軸承間隙超過最大允差，應(yīng)對(duì)鉆具進(jìn)行維修，更換新軸承(對(duì)于修井鉆則應(yīng)調(diào)整軸承的軸向間隙)。

螺桿鉆具下井前的地面檢查

螺桿鉆具下井前的地面檢查

1.螺桿鉆具除了提升短節(jié)與旁通閥連接外，其他部分的殼體連接均涂鎖緊劑。

2.用螺桿鉆頭裝卸器把螺桿鉆頭裝上，只許用鏈鉗轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿鉆具傳動(dòng)軸頭，而且只能逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（俯視旋向，下同），以防止內(nèi)部螺紋松扣。

3.吊起提升短節(jié)，把螺桿鉆具放入轉(zhuǎn)盤中，把旁通閥置于轉(zhuǎn)盤中易于觀察的位置。用卡瓦把螺桿鉆具卡牢，卸去提升短節(jié)。

4.檢查旁通閥：用錘柄或木棒向下壓旁通閥芯，從上部向旁通閥注滿水，此時(shí)旁通閥應(yīng)不漏，水面無明顯下降，然后挪走木棒，閥芯應(yīng)被彈簧彈起復(fù)位，所注水應(yīng)從側(cè)面各孔均勻流出，即可認(rèn)為正常。

5.下放后，使旁通閥位于鉆桿下方便于觀察的地方，開動(dòng)鉆井泵，逐漸提高排量直到旁通閥關(guān)閉，上提螺桿鉆具，看螺桿鉆頭是否轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)旁通閥處于“關(guān)閉”位置。不應(yīng)有鉆井液從旁通孔流出。停泵后注意觀察旁通閥是否再次打開，使鉆井液從旁通孔排出。泵未完全停止之前，不要把旁通閥提到轉(zhuǎn)盤以上，防止污染井臺(tái)。

6.按設(shè)計(jì)的螺桿鉆具組合，分別把彎接頭、無磁鉆鋌、穩(wěn)定器等接好。

把螺桿鉆具下到井眼

鉆下放螺桿鉆具時(shí)，需控制下放速度，否則易被井眼中的沙橋、井眼臺(tái)肩、套管鞋所損壞。如遇到這樣的井段，往往需開動(dòng)鉆井泵，慢慢地?cái)U(kuò)大井眼再通過。

如果用彎接頭或彎殼體，螺桿鉆頭側(cè)面就更易碰上井壁的硬巖層和套管鞋等，要周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿鉆具，以消除側(cè)鉆的影響。

對(duì)于深井和高溫井，下放螺桿鉆具時(shí)建議周期性地進(jìn)行中途循環(huán)，這樣可以防止螺桿鉆頭堵塞，或因高溫造成螺桿鉆具定子損壞。

在井內(nèi)，鉆井液若不能迅速通過旁通閥閥口，應(yīng)減慢下井速度，或不時(shí)停下來充灌泥漿，下鉆時(shí)，注意不可墩鉆或?qū)⒙輻U鉆具直接放進(jìn)井底。

開動(dòng)螺桿鉆具：

如果螺桿鉆具處于井底，必須提起0.3-0.4m，開動(dòng)鉆井泵，此時(shí)記下立桿壓力表讀數(shù)，與計(jì)算的壓力值對(duì)比一下，如果超過水力計(jì)算的壓力數(shù)值也是正常的，這是螺桿鉆頭側(cè)鉆引起的。

清理井底：尤其是打斜井，井底必須足夠“干凈”，因?yàn)榫锥逊e或沉淀的巖屑影響轉(zhuǎn)速或造斜。最好用正常的鉆井液循環(huán)清理，清理時(shí)也可慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿鉆具或螺桿鉆具分次轉(zhuǎn)動(dòng)（每次轉(zhuǎn)動(dòng)30o-40o），依次地把堆在井底的物體清理干凈。清理干凈后，再把螺桿鉆具上提0.3-0.4m，校對(duì)壓力值，記錄下來。

重新下入井底并逐步加鉆壓，馬達(dá)扭矩增加，立桿壓力表壓值升高，這個(gè)升高的壓力值應(yīng)符合各型號(hào)螺桿鉆具規(guī)定的馬達(dá)壓降值，此壓力表增大的數(shù)值反映了馬達(dá)的負(fù)載是否正常，也反映鉆壓加的是否合適，因此保持馬達(dá)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定，鉆壓基本穩(wěn)定，只要把立桿壓力表讀數(shù)限制在所選螺桿鉆具推薦范圍內(nèi)就可以了。它能使司鉆及時(shí)了解螺桿鉆具工作情況。

螺桿鉆頭不在井底時(shí)，如果循環(huán)壓力高，則可能是螺桿鉆頭水眼被堵或傳動(dòng)軸被卡死。

起鉆：

起鉆時(shí)，旁通閥處于旁通狀態(tài)，允許鉆柱中的鉆井液瀉入環(huán)空，但是螺桿鉆具本身不能排出鉆井液，通常在起鉆前在鉆柱上部注入一段加重鉆井液順利排出。

1.在螺桿鉆具提出到旁通閥位置后，卸下旁通閥口上各部件，用清水從旁通閥頂部進(jìn)行沖洗，然后使用木棒或錘柄等將閥芯按下、松開使其移動(dòng)無阻。清洗完畢，擰上提升短節(jié)，提出螺桿鉆具。

應(yīng)用

旁通閥的應(yīng)用。當(dāng)前的情況就是螺桿鉆具的旁通閥結(jié)構(gòu)一直沿用的是過去的技術(shù)，并沒有將現(xiàn)在的先進(jìn)理念運(yùn)用到其中，在根本上就是屬于落后的方式，其中包含著對(duì)閥體的設(shè)計(jì)、閥芯的安裝以及閥套和密封圈的材料抉擇，這些都是影響施工工藝的重要零件，因此，必須提高鉆井工藝的施工成本，對(duì)舊的零件進(jìn)行更換，使用先進(jìn)的技術(shù)，保障螺桿鉆具的正常運(yùn)行。

工作原理和結(jié)構(gòu)組成

它是由閥體、閥芯、閥套和彈簧四個(gè)部分的組件結(jié)合而成，其中每一個(gè)的安裝部位都影響著下一步的安裝，例如螺桿鉆具旁通閥的關(guān)鍵部分是閥體，它連接著鉆具的桿和馬達(dá)，是中間的連接桿，對(duì)于閥芯和閥套，主要存在于內(nèi)部的中空閥體中，最后再將彈簧的組件安裝在閥芯和閥套上，其最基本的工作原理就是在進(jìn)行井下的鉆井工作時(shí)，閥芯的上面與下面的受壓能力是相等的，閥體受彈簧的影響導(dǎo)致閥芯處于上端，當(dāng)旁通閥處于打開的狀態(tài)時(shí)，柱內(nèi)的空間會(huì)與筒環(huán)形的空間進(jìn)行融合，讓鉆井中所產(chǎn)生的液體通過旁通閥流到鉆桿中，在進(jìn)行鉆井的過程中，受其中液壓的影響，導(dǎo)致閥芯周圍的彈簧四處竄動(dòng)，進(jìn)而縮小，導(dǎo)致旁通閥的通道關(guān)閉，對(duì)于這一過程，鉆井中液體的流行能夠形成循環(huán)的模式，成為馬達(dá)的原動(dòng)力，開始進(jìn)行鉆時(shí)，就會(huì)排除液壓的影響，讓彈簧恢復(fù)如初，閥芯向上移動(dòng)，重新打開旁通閥，讓鉆桿中的液體能夠順利的流到井壁的環(huán)形通道內(nèi)。

故障分析

（1）旁通閥通道中進(jìn)入的污染物質(zhì)。在開始進(jìn)行鉆井時(shí)，螺桿鉆具旁通閥的主要功能是將鉆柱和井筒的環(huán)形空間進(jìn)行連接溝通，讓其中的泥漿能在鉆井過程中順利通過旁通閥的管道進(jìn)入到井筒環(huán)形的空間里，避免污染物質(zhì)到達(dá)井臺(tái)。而對(duì)于鉆井過程中，周邊的液壓就會(huì)消失，讓彈簧恢復(fù)原狀，將閥芯進(jìn)行位移，導(dǎo)致閥門打開，使柱與井筒形成竄連的形式，將內(nèi)部的泥漿排出，由于這些污染物質(zhì)的形狀各異，極其容易形成堆積，導(dǎo)致彈簧的功效無法正常的發(fā)揮，從而造成螺桿鉆具不能正常的使用，進(jìn)而造成工序失敗，并損失了大量的資金。

（2）旁通閥的操作性能不靈敏。在進(jìn)行旁通閥的最初制作時(shí)，由于流量開啟的數(shù)據(jù)不明確，導(dǎo)致彈簧所需要承受的收縮系數(shù)難以確定，所以會(huì)造成彈簧收縮較緊，導(dǎo)致操作失誤。而對(duì)于流量較小的螺桿鉆具旁通閥，卻是因?yàn)殚y芯兩端之間的抗壓能力較差，不能抵抗彈簧的收縮，導(dǎo)致能源的流失，因此不能進(jìn)行低速的小流量鉆井工作，所以在進(jìn)行螺桿鉆具旁通閥的設(shè)計(jì)時(shí)，必須結(jié)合多種因素進(jìn)行合理的構(gòu)思，保證彈簧上下的接觸問題，進(jìn)而解決操作性能不靈敏的問題。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化

第一，在閥套的固定方式上，將過去的孔用彈性擋圈替換成新型的定位銷方式，在旁通閥的基礎(chǔ)設(shè)備安裝結(jié)束后，分別在它上面分布四個(gè)定位銷，并保持間距位置一致，銷的下面還需要扁平設(shè)計(jì)，加大它與閥套的接觸范圍，這樣便可加強(qiáng)抗壓能力，增加螺桿鉆具旁通閥的穩(wěn)定性 ；第二，在進(jìn)行其中孔洞安裝時(shí)，需要安裝過濾型旁通絲，以免污染物體流入旁通閥，導(dǎo)致彈簧難以發(fā)揮作用。而過濾型旁通絲則需要固定在通道中的孔洞內(nèi)，并且保證每個(gè)大小一致，位置一致，讓鉆井產(chǎn)生的液體順利的流出，過濾掉其中所存在的殘?jiān)?，以免造成旁通閥故障，進(jìn)而縮短使用年限。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺桿鉆具轉(zhuǎn)子電鍍鉻的要求，包括類型、工藝、檢驗(yàn)規(guī)則、檢驗(yàn)方法和儀器。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于鉆井、修井作業(yè)及特殊作業(yè)用的井下螺桿鉆具轉(zhuǎn)子鍍鉻。

《螺桿泵與井下螺桿鉆具》側(cè)重于螺桿泵的實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)螺標(biāo)泵在使用中的需要，系統(tǒng)講解了螺桿泵的基本原理、分類、設(shè)計(jì)參數(shù)、應(yīng)用準(zhǔn)則、安裝實(shí)例和故障維修?！堵輻U泵與井下螺桿鉆具》適合螺桿泵的設(shè)計(jì)、使用人員，高校相關(guān)專業(yè)的師生使用。