螺杆钻具中文使用手册.doc

中成-钻具
使用手册
大港油田集团中成机械制造有限公司
Dagang Oilfield Group Zhongcheng Machinery Manufacturing Co.,Ltd.

第一章、序言
中成-螺杆钻具是靠泥浆提供动力的井下动力钻具,它与传统转盘带动钻杆钻进方法比较,有很多优点:
增加钻头的转速。
增加钻头扭矩的功率,因而增加进尺率。
,因而减少钻杆的磨损和损坏。
、定向、纠偏。
、从式井,显著提高钻井的经济效益。
,也能进行周期较长的延伸井段和直井钻进。
就是这些优点才促使螺杆钻具得到了迅速发展。
我公司在1985年全套引进美国史密斯公司—Smith DYNA-DRILL三条生产线,即包括生产制造与整机装配生产线、热处理可控气氛生产线,以及定子橡胶生产线。可生产DYNA-DRILL D500、D1000、F2000三个系列螺杆钻具,在经历了引进、消化和吸收的发展过程后,今天的大港油田集团中成制造有限公司已经能够独立生产和开发适用于各种用途的各种规格系列的螺杆钻具。在质量体系保障上,是国内螺杆钻具生产厂家最先通过GB/T1900-1994-ISO9001:1994标准的企业,也是通过中国计量局ISO10012计量检测体系认证的企业。
本手册主要介绍我厂螺杆钻具的工作原理、性能、使用要求及注意事项,为用户更好地使用我厂钻具,提供了依据。
第二章操作计划和考虑
一螺杆钻具的工作原理
螺杆钻具是以油基泥浆、浮化泥浆及粘土泥浆等作动力液,是一种把液体压力能转换为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵产生的高压泥浆流经旁通阀进入马达时,转子在压力泥浆的驱动下绕定子的轴线旋转,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。

二中成—螺杆钻具的组成及工作原理
中成-钻具主要由四部分组成:(见图1)
·旁通阀总成
·马达总成
·万向轴总成
·传动轴总成
(旁通阀总成上部的提升短节,未按部件计算,订货时可由用户提出。提升短节的作用仅供提升钻具用,没有其他用途。)
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图2
图1
它的部件主要由阀体、阀芯、阀套、弹簧、阀口总成组成,它的作用是在下钻时,允许环空(钻杆与井壁的环形空间)的泥浆由旁通阀阀体侧面的阀口孔流向钻杆内孔,起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧面的阀口流入环空。使起、下钻时不致使泥浆溢于井台上,以及保护马达的作用。
旁通阀总成的工作原理是在泥浆流量达到说明书推荐最小流量以前的某个流量时该流量经阀芯内孔,在孔两端产生压力差,上端压力大于下端压力,此压力差克服弹簧力把阀芯压下,旁通孔被关闭。此时泥浆流经马达,把压力能转换为机械能。地面停泵或流值过小,压力差不足以按住阀芯,弹簧把阀芯顶起,旁通孔导通(参考图2)。总之,正常情况下旁通阀的启闭完全由流量大小决定的。

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它由转子和定子两部分组成(参考图3)。转子是一根经过加工并有耐磨抗腐蚀镀层的左旋螺杆。定子是在经过机械加工的钢管上有用特制的压胶芯轴压铸并粘牢的丁腈橡胶,它耐磨并抗碳氢化合物。定子的头数比转子多一个,在转子装入定子后,任意截取一个垂直于轴线的截面,两者均是共轭啮合的。因此,绕轴线的左旋螺杆上有一系列啮合点,这些啮合点封闭起来的容腔组成一个密封腔,而且此容腔体积是一定的。随着螺杆在定子中的运动,密封腔逐步沿轴线移动,把完成能量转换的泥浆由低压腔排出马达。这就是螺杆马达的基本工作原理。
根据设计,不同马达的头数有不同的配合。总的来说,马达的头数越少,转速越高,扭矩越小;马达的头数越多,转速越低,扭矩越高。各种螺杆马达头数配合的截面轮廓如图4。
图3 图4
螺杆钻具以马达中一个定子导程组成密封腔为一级,也就是说,马达如果是三级的,在轴向上存在三个连续而互不相通的密封腔,在工作中,如欲使马达正常有效地工作,马达每级所能承受的压降以不超过
8bar为宜,如以三级马达为例,则其马达压降不超过25bar最好。否则,马达就要漏损,转数降低。严重时则完全停止转动,致使马达损坏。这一点现场操作时用户应非常注意。
为了保证马达密封腔的密封,以确保能承受的压降,所以定转子间的配合尺寸都需经过选配测试,使其不宜过紧或过松,让马达发挥最大的效率。另外,定子的容腔是由橡胶形成的,因此定子内腔的尺寸是受到井底温度影响的,用户可根据实际的井温情况要求厂家选配适合的马达配合,如地层井温较高,可选配较松的马达;如地层较浅或使用的环境温度较低,可选配较紧的马达等。
现场使用的泥浆流量希望在推荐的范围内,否则将影响马达效率,甚至使磨损加大。
螺杆马达的性能