【正文】 那么推力軸承負(fù)荷：Lb=F+F△pm +F△pb W=CW推力軸承設(shè)計(jì)用來(lái)承受軸向載荷的合力，并將其傳遞給螺桿殼體，理想狀態(tài)，合力為零，軸承不受載，此時(shí)軸承壽命最長(zhǎng)，用這種方法平衡鉆壓，可延長(zhǎng)軸壽命。鉆具的輸出扭矩與泥漿流過(guò)馬達(dá)產(chǎn)生的壓力降成正比，但對(duì)鉆具輸出轉(zhuǎn)速的變化幾乎不產(chǎn)生影響。這是螺桿的緊急過(guò)載保護(hù)功能。繼續(xù)增加鉆壓，當(dāng)循環(huán)泥漿在馬達(dá)兩端產(chǎn)生的壓降超過(guò)最大設(shè)計(jì)值時(shí)，螺桿將發(fā)生制動(dòng)。每一種鉆具都有一定的有效工作流量范圍，建議按推薦參數(shù)進(jìn)行操作，否則會(huì)降低鉆具工作效率和使用壽命。我公司生產(chǎn)兩種類(lèi)型的定子。溫度過(guò)高對(duì)螺桿馬達(dá)性能十分不利，會(huì)使所有不利影響因素加劇作用。當(dāng)然孤立地只著眼于鉆頭與螺桿是有些局限性，它終歸不是決定壽命和鉆井進(jìn)尺的唯一因素。在較長(zhǎng)周期鉆井作業(yè)中，最重要的因素就是鉆頭與鉆具作為一個(gè)整體，不要由于其中哪一部分出了問(wèn)題，而造成不必要的起下鉆。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于轉(zhuǎn)數(shù)提高2～3倍，牙輪鉆頭齒部可比用一般傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤(pán)鉆選硬一個(gè)等級(jí)。同時(shí)并能保證巖屑及時(shí)排出及鉆頭冷卻問(wèn)題。這里僅就使用螺桿鉆具完成各種鉆井作業(yè)，對(duì)鉆頭的選擇作些說(shuō)明。 d．預(yù)先計(jì)劃的機(jī)械鉆速。希望能引起現(xiàn)場(chǎng)使用人員的重視。s（50厘泊）。中成螺桿鉆具標(biāo)牌說(shuō)明：□LZ□□□―□□―□ H:代表可換扶正器傳動(dòng)軸總成 G:代表高溫定子 K:代表可調(diào)角度彎殼體 C:長(zhǎng)壽螺桿鉆具 M:代表油密封傳動(dòng)軸總成 0:代表中空轉(zhuǎn)子 3:代表單彎殼體 4:代表雙彎殼體或彎接頭 5:代表扶正器 6:代表扶正器加單彎接頭 7:代表扶正器加雙彎殼體或彎接頭 ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ:代表改進(jìn)型 C:徑向軸承是船用橡膠軸承 Y:徑向軸承是硬質(zhì)合金軸承 J:徑向軸承是CC合金軸承 鉆頭最大水眼壓降（Mpa） 鉆具外徑規(guī)格（mm） 螺桿鉆具標(biāo)志 馬達(dá)轉(zhuǎn)子頭數(shù)（單頭省略）四、中成—螺桿鉆具使用的基本知識(shí)，井場(chǎng)技術(shù)人員和司鉆應(yīng)該首先了解螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)原理和使用參數(shù)，并按使用手冊(cè)的要求合理使用螺桿鉆具。上徑向軸承又稱限流器，它允許馬達(dá)流出的部分泥漿（在最大水眼壓降作用下，約5～10%），通過(guò)軸承組件，起著冷卻和潤(rùn)滑軸承的作用。其軸承所承受的負(fù)載形式：（如圖6）a、離井底推力軸承：在鉆頭懸離井底空轉(zhuǎn)時(shí)，該軸承主要承受整個(gè)液柱的向下推力和轉(zhuǎn)子、萬(wàn)向軸、傳動(dòng)軸及鉆頭的重量。按鉆頭承受水眼壓降分類(lèi)：a. 水眼壓降為35bar，該結(jié)構(gòu)上、下軸承是推力球軸承，徑向軸承有兩組硬質(zhì)合金軸承或兩組橡膠軸承兩種。因此，一般萬(wàn)向軸采用萬(wàn)向瓣形和柔性軸形式，如圖5。再根據(jù)相應(yīng)井況的總流量和螺桿鉆具馬達(dá)推薦的最大流量和最小流量值，最終確定Q。鉆頭開(kāi)始進(jìn)尺工作，螺桿馬達(dá)部分的壓差不斷增加，使流經(jīng)轉(zhuǎn)子噴嘴流量增加，而此時(shí)流經(jīng)馬達(dá)密封容腔流量減少。如果輸入流量小于最小流量值，馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩就會(huì)降低，從而影響其使用效果。 為了增加鉆頭的水馬力和泥漿的上返速度，將轉(zhuǎn)子加工成帶噴嘴的中空轉(zhuǎn)子。另外，定子的容腔是由橡膠形成的，因此定子內(nèi)腔的尺寸是受到井底溫度影響的，用戶可根據(jù)實(shí)際的井溫情況要求廠家選配適合的馬達(dá)配合，如地層井溫較高，可選配較松的馬達(dá)；如地層較淺或使用的環(huán)境溫度較低，可選配較緊的馬達(dá)等。否則，馬達(dá)就要漏損，轉(zhuǎn)數(shù)降低。根據(jù)設(shè)計(jì)，不同馬達(dá)的頭數(shù)有不同的配合。定子的頭數(shù)比轉(zhuǎn)子多一個(gè)，在轉(zhuǎn)子裝入定子后，任意截取一個(gè)垂直于軸線的截面，兩者均是共軛嚙合的?？傊?，正常情況下旁通閥的啟閉完全由流量大小決定的。使起、下鉆時(shí)不致使泥漿溢于井臺(tái)上，以及保護(hù)馬達(dá)的作用。萬(wàn)向軸總成當(dāng)泥漿泵產(chǎn)生的高壓泥漿流經(jīng)旁通閥進(jìn)入馬達(dá)時(shí)，轉(zhuǎn)子在壓力泥漿的驅(qū)動(dòng)下繞定子的軸線旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過(guò)萬(wàn)向軸和傳動(dòng)軸傳遞給鉆頭，從而實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)?？缮a(chǎn)DYNADRILL D500、D1000、F2000三個(gè)系列螺桿鉆具，在經(jīng)歷了引進(jìn)、消化和吸收的發(fā)展過(guò)程后，今天的大港油田集團(tuán)中成制造有限公司已經(jīng)能夠獨(dú)立生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)適用于各種用途的各種規(guī)格系列的螺桿鉆具。 5．可鉆水平井、從式井，顯著提高鉆井的經(jīng)濟(jì)效益。 中成－鉆具使 用 手 冊(cè)大港油田集團(tuán)中成機(jī)械制造有限公司Dagang Oilfield Group Zhongcheng Machinery Manufacturing Co.,Ltd.第一章、序 言 中成－螺桿鉆具是靠泥漿提供動(dòng)力的井下動(dòng)力鉆具，它與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)鉆桿鉆進(jìn)方法比較,有很多優(yōu)點(diǎn)：1． 增加鉆頭的轉(zhuǎn)速。 4．可準(zhǔn)確地造斜、定向、糾偏。 我公司在1985年全套引進(jìn)美國(guó)史密斯公司—Smith DYNADRILL三條生產(chǎn)線，即包括生產(chǎn)制造與整機(jī)裝配生產(chǎn)線、熱處理可控氣氛生產(chǎn)線，以及定子橡膠生產(chǎn)線。第二章 操作計(jì)劃和考慮一 螺桿鉆具的工作原理 螺桿鉆具是以油基泥漿、浮化泥漿及粘土泥漿等作動(dòng)力液，是一種把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的容積式井下動(dòng)力鉆具。馬達(dá)總成 ）：圖2圖1 它的部件主要由閥體、閥芯、閥套、彈簧、閥口總成組成，它的作用是在下鉆時(shí)，允許環(huán)空（鉆桿與井壁的環(huán)形空間）的泥漿由旁通閥閥體側(cè)面的閥口孔流向鉆桿內(nèi)孔，起鉆時(shí)使鉆桿內(nèi)孔的泥漿從閥體側(cè)面的閥口流入環(huán)空。地面停泵或流值過(guò)小，壓力差不足以按住閥芯，彈簧把閥芯頂起，旁通孔導(dǎo)通（參考圖2）。定子是在經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的鋼管上有用特制的壓膠芯軸壓鑄并粘牢的丁腈橡膠，它耐磨并抗碳?xì)浠衔铩＿@就是螺桿馬達(dá)的基本工作原理。 圖3 圖4螺桿鉆具以馬達(dá)中一個(gè)定子導(dǎo)程組成密封腔為一級(jí)，也就是說(shuō)，馬達(dá)如果是三級(jí)的，在軸向上存在三個(gè)連續(xù)而互不相通的密封腔，在工作中，如欲使馬達(dá)正常有效地工作，馬達(dá)每級(jí)所能承受的壓降以不超過(guò)8bar為宜，如以三級(jí)馬達(dá)為例，則其馬達(dá)壓降不超過(guò)25bar最好。 為了保證馬達(dá)密封腔的密封，以確保能承受的壓降，所以定轉(zhuǎn)子間的配合尺寸都需經(jīng)過(guò)選配測(cè)試，使其不宜過(guò)緊或過(guò)松，讓馬達(dá)發(fā)揮最大的效率。所以，通過(guò)控制地面上的壓力表的讀數(shù)及泵的流量就控制住了井下螺桿的扭矩及轉(zhuǎn)速。如果超過(guò)最大流量值，轉(zhuǎn)子可能超速旋轉(zhuǎn)，定子和轉(zhuǎn)子會(huì)出現(xiàn)提前損壞。當(dāng)鉆頭離開(kāi)井底，螺桿馬達(dá)無(wú)負(fù)荷，此時(shí)流經(jīng)轉(zhuǎn)子噴嘴流量最小，而此時(shí)的流經(jīng)馬達(dá)密封腔的流量最大。值。它所起到的作用要求它具有較好的撓性功能，才能實(shí)現(xiàn)把轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。大港螺桿鉆具的傳動(dòng)軸總成的結(jié)構(gòu)型式共有五種。在螺桿鉆具的傳動(dòng)軸總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式上，雖然結(jié)構(gòu)上分五種，但其原理都是一樣的。主要用來(lái)承受轉(zhuǎn)子作行星運(yùn)動(dòng)引起的彎曲載荷和鉆頭的側(cè)向力。本手冊(cè)提供的參數(shù)，是保證您正確使用好該工具的重要依據(jù)，請(qǐng)用戶在工作中認(rèn)真對(duì)待。泥漿比重和粘度對(duì)鉆具性能的影響甚微，但對(duì)整個(gè)壓力有直接影響，這本是鉆井工程師工作內(nèi)容的一部分，這里所以強(qiáng)調(diào)一下是因?yàn)槁輻U鉆具是否能成功的發(fā)揮作用的幾個(gè)因素中，鉆頭與鉆具的匹配是最重要的了。 c. 鉆井液流通通道的結(jié)構(gòu)。什么地層結(jié)構(gòu)、地層軟硬使用哪類(lèi)鉆頭，用什么樣的刃部設(shè)計(jì)，請(qǐng)參考有關(guān)鉆頭的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。這對(duì)牙輪鉆頭一般不必?fù)?dān)心，但金鋼石鉆頭端部液體通道的設(shè)計(jì)，就必須考慮通道過(guò)流面積是否可能造成額外過(guò)多的壓力損失問(wèn)題。這也提醒我們用牙輪鉆頭時(shí)，鉆壓不宜用很大，以維持牙輪鉆頭的壽命。 金剛石鉆頭不僅適用于定向造斜等，更適用于鉆井周期較長(zhǎng)的作業(yè)，如打直井等。 進(jìn)一步就是針對(duì)各種作業(yè)要求，合理選用什么樣的鉆頭冠部形狀、冠部表面的設(shè)計(jì)和布置、金剛石的尺寸大小和質(zhì)量以及金剛石鉆頭端部泥漿通道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？傊?，使用螺桿鉆具不對(duì)所匹配的鉆頭進(jìn)行認(rèn)真選擇，要想取得滿意的結(jié)果是困難的，更有甚者，可能使螺桿鉆具過(guò)早地?fù)p壞。為使螺桿在較高溫度的油基泥漿下正常工作，可以采用分段下鉆，間歇循環(huán)，使用帶分流孔的空心轉(zhuǎn)子，以加速泥漿循環(huán)或改善泥漿散熱性及其它性能的方法，保證實(shí)際定子工作溫度低于極限值。螺桿鉆具特性之一，輸出轉(zhuǎn)速與輸入泥漿流量成正比。當(dāng)達(dá)到最大推薦工作壓力降時(shí)，產(chǎn)生最佳扭矩。此時(shí)馬達(dá)定子與轉(zhuǎn)子間密封被沖開(kāi)，泥漿通過(guò)不轉(zhuǎn)的馬達(dá)從鉆頭水眼流出。另外，要使鉆具獲得最佳工作效率和工作壽命，應(yīng)將螺桿兩端壓差控制在推薦參數(shù)范圍內(nèi)。反扭矩隨鉆壓增加而增加，當(dāng)螺桿制動(dòng)時(shí)，其值達(dá)到最大值。對(duì)于泥漿潤(rùn)滑的傳動(dòng)軸總成，水眼過(guò)小，而排量達(dá)到額定值時(shí)，系統(tǒng)壓力增高，即造成軸承上、下液流壓力過(guò)高，這將影響串軸承和徑向軸承壽命，外觀反映為鉆具懸空時(shí)，鉆具殼體下端與驅(qū)動(dòng)接頭間隙增大（也就是驅(qū)動(dòng)接頭向外竄出）；水眼過(guò)大，鉆具承受鉆壓能力降低，軸承得不到良好的潤(rùn)滑。螺桿在使用之后，將它放在鉆臺(tái)上，進(jìn)行下列工作。表4 軸承間隙 鉆具規(guī)格（外徑）間隙D1D280（31/8″）3mm89（31/2″）3mm95（33/4″）3mm102（4″）3mm105（41/4″）3mm120（43/4″）159（61/4″）4mm165（61/2″）4mm172（63/4″）4mm197（73/4″）4mm203（8″）4mm210（81/4″）244（95/8″）286（111/4″）5mm五、中成—螺桿鉆具的使用方法中成—鉆具除提升短節(jié)和旁通閥外，其它部分的殼體聯(lián)接均涂以鎖緊劑，并按API標(biāo)準(zhǔn)緊扣扭矩上緊。然后松開(kāi)閥芯，閥芯復(fù)位，所注水應(yīng)從旁通閥口均勻流出。在此過(guò)程中可能有部分泥漿經(jīng)軸承組流出，觀察螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)情況。） 使用彎接頭時(shí)，定向裝置帶的轉(zhuǎn)盤(pán)套和定位鍵必須和工具面對(duì)正，如果要用回壓凡爾，可直接安裝在旁通閥上方。若帶有彎接頭或彎殼體的螺桿遇阻時(shí)應(yīng)周期性地轉(zhuǎn)動(dòng)組合，慢慢通過(guò)，以防止劃出新井眼。 a．螺桿達(dá)到預(yù)先計(jì)劃的井深位置，可以開(kāi)泵循環(huán)，由于鉆頭側(cè)向力的影響，壓力值可能超過(guò)計(jì)算值。）依次把堆積井底巖屑和沉砂清出，清理干凈后，～，校對(duì)壓力值。循環(huán)系統(tǒng)的壓力表反應(yīng)出該壓力的增值。當(dāng)泵壓處于最佳工作狀態(tài)時(shí)，停止增加鉆壓，泵壓會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)穩(wěn)定下降，直到再次調(diào)整鉆壓。30’以上的鉆具，導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)不允許旋轉(zhuǎn)。但螺桿本身不能快速地排除泥漿，通常在起鉆前在鉆柱上部注入一段加重泥漿，使鉆桿內(nèi)的泥漿順利排出。若暫停使用或長(zhǎng)時(shí)間擱置不用，建議向螺桿鉆具內(nèi)注入少量的礦物油防銹蝕（注意，不允許加入柴油）。1. 鉆具離井底情況：(1) 循環(huán)壓力低于計(jì)算值這種情況通常是因?yàn)榕酝ㄩy打開(kāi)關(guān)不上，鉆柱刺壞形成循環(huán)短路或出現(xiàn)井漏，解決方法一般是起鉆檢修。采取的措施包括：，減少鉆壓，判斷是否是螺桿或鉆頭堵塞，以降低泵壓d. 如鉆具組合裝有彎接頭或彎殼體，應(yīng)將方鉆桿稍向下送進(jìn)，使鉆具在彎曲井眼中放松，以減少側(cè)向力。（注：這種試驗(yàn)只能偶爾進(jìn)行，而且應(yīng)盡可能的快，以防高壓泥漿長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)不轉(zhuǎn)的馬達(dá)刺壞定子。不僅滿足了鉆井打普通定向井的需要，而且，適合打各類(lèi)中、長(zhǎng)、短水平井的需要，并伴隨開(kāi)發(fā)了DTU、DKO、FAB三種類(lèi)型的螺桿組合，這些螺桿組合的特點(diǎn)： DTU組合這是在螺桿鉆具的萬(wàn)向軸部分裝有反向雙彎的外殼。/30m造斜率的中曲率半徑的造斜段，還可用來(lái)打穩(wěn)斜段及水平段。如圖10。圖11 可調(diào)角度螺桿鉆具 FAB組合這是在螺桿鉆具馬達(dá)的上部及下部（萬(wàn)向軸部分）各裝有一單彎外殼，由于這種組合的鉆頭偏移距很大，故有很強(qiáng)的造斜能力，是一種強(qiáng)造斜組合，正因?yàn)殂@頭偏移距很大，不能開(kāi)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井，故不能用FAB馬達(dá)組成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。如圖13。lb118 Nlb357 Nlb646 Nlb642 Nlb1260 Nlb1650 Nlb955 Nlb1375 Nlb1853 Nlb1352 Nlb1352 Nlb2240 Nlb2088 Nlb1837 Nlb1471 Nlb2382 Nlb2660 Nlb4750 Nlb3186 Nlb1558 Nlb3433 Nlb4018 Nlb3797 Nlb8027 Nlb7230 Nlb1817 Nlb4020 Nlb5033 Nlb4334 Nlb5294 Nlb2773 Nlb5791 Nlb4599 Nlb4018 Nlb4775 Nlb6016 N18