螺杆钻具结构工作原理.docx

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1、图311旁通阀螺杆钻具结构、工作原理1、螺杆钻具的结构螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四大部件组成。(1)旁通阀它是为了使钻井液绕过马达，从而起下钻时可让钻井液不溢于井台上。当无循环或低泵量循环时，弹簧使阀心处于上部位置，此时旁通阀处于开启位(见图311)。当流经阀心的钻井液流量达到一定值时，阀心处于下部，旁通阀被关闭，此时钻井液流过马达。(2)马达它由具有螺旋形内腔的硫化橡胶定子和螺旋形的转子组成(见图312)。转子和定子的形状和尺寸沿轴向形成螺旋密封线，构成马达的密封容腔。随着转子在定子中的转动，容腔沿着轴向移动，不断生成和消失，完成其能量转换，这就是螺杆马达的基本工作原理。图

2、313万向轴图314传动轴（3）中空转子马达为了增加钻头的水马力和泥浆的上返速度及保护马达的使用寿命，将转子加工成为带喷嘴的中空转子。此时马达的总流量应等于流经马达密封腔流量和流经转子喷嘴流量的总和。为了达到理想的钻井参数，可以按以下计算方法选用中空转子的喷嘴:D根据泥浆上返流速的要求，确定泥浆泵的输出流量Q。2）流量Q进入马达时分两路，通过马达螺旋容腔的流量为Qe,通过中空转子喷嘴的流量QsQ=Qn+Qp所以Qp=Q-Qm设定马达转速n值计算Qm值Qm=nq(60v)(1/S)或n=60QJq(rmin)容积效率V取0.90。q为中空转子马达螺旋容腔的每转排量(1r),按下表取值315：表3

3、15容积效率型号规格q(1r)91Z24471471Z2O371471Z19771451Z17271451Z16579.351Z12779.351Z12079.351Z1027551Z9572.63)喷嘴直径d=898.p.P(mm)P=Pv+Pp式中：&一马达起动压降(MPa)P叩一马达工作压降(MPa)P泥浆比重(Kg1)按以上推荐计算公式，用户可以依据使用需要随时更换不同直径的喷嘴，达到理想的要求。(4)万向轴它的作用是将马达转子的行星运动转化为传动轴的定轴转动，将马达输出的扭矩及转速传递给传动轴及钻头(见图3-13)0(5)传动轴它的作用是将马达的旋动力传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负载。传动轴有不同的结构(见图314)。2、工作原理螺杆钻具是以钻井液为动力的一种井下动力钻具。泥浆泵泵出的钻井液流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一力定的压差，推动马达的转子旋转,并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。其性能主要取决于马达的性能参数。