1、培訓提綱培訓提綱螺桿鉆具簡介螺桿鉆具簡介螺桿鉆具結構及功能螺桿鉆具結構及功能其他組件及功能其他組件及功能培訓提綱培訓提綱螺桿鉆具簡介螺桿鉆具簡介螺桿鉆具結構及功能螺桿鉆具結構及功能其他組件及功能其他組件及功能螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介n螺桿鉆具螺桿鉆具+PDC+PDC鉆頭、螺桿鉆具鉆頭、螺桿鉆具+ +牙輪鉆頭進行鉆井提速在全國牙輪鉆頭進行鉆井提速在全國各油田全面展開各油田全面展開n螺桿鉆具對螺桿鉆具對ROPROP提速效果普遍在提速效果普遍在30%30%以上，甚至超過以上，甚至超過100%100%n最普遍使用的導向工具最普遍使用的導向工具螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介 螺桿鉆具，又稱定排

2、量馬達，是一種以鉆井螺桿鉆具，又稱定排量馬達，是一種以鉆井液為動力液的井下動力鉆具，為容積式馬達。液為動力液的井下動力鉆具，為容積式馬達。 泥漿泵泵出的鉆井液從鉆柱進入螺桿鉆具的泥漿泵泵出的鉆井液從鉆柱進入螺桿鉆具的馬達，在馬達的兩端形成一定壓力差，推動馬達馬達，在馬達的兩端形成一定壓力差，推動馬達的轉子旋轉，并將扭矩和轉速通過萬向軸和傳動的轉子旋轉，并將扭矩和轉速通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭。軸傳遞給鉆頭。螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介u 直螺桿鉆具主要用于直井鉆井直螺桿鉆具主要用于直井鉆井提速，導向螺桿鉆具主要用于定提速，導向螺桿鉆具主要用于定向井、水平井的造斜、穩斜或復向井、水平井的造

3、斜、穩斜或復合鉆提速等。合鉆提速等。u 螺桿鉆具可分為常規直鉆具和螺桿鉆具可分為常規直鉆具和導向螺桿鉆具兩大類。導向螺桿鉆具兩大類。螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介 導向螺桿鉆具導向螺桿鉆具-為了鉆出一定斜度和方位的井眼，控為了鉆出一定斜度和方位的井眼，控制井眼的軌跡，螺桿鉆具帶有一定的彎度，螺桿鉆具的萬制井眼的軌跡，螺桿鉆具帶有一定的彎度，螺桿鉆具的萬向軸殼體設計為彎殼體，一般為向軸殼體設計為彎殼體，一般為03的彎度，來達到一定的彎度，來達到一定的造斜率要求。的造斜率要求。單彎導向螺桿鉆具單彎導向螺桿鉆具萬向軸萬向軸彎殼體彎殼體u單彎螺桿鉆具單彎螺桿鉆具-彎殼體的角度是固定的，即每一根螺桿彎

4、殼體的角度是固定的，即每一根螺桿鉆具具有一定的結構彎角，通常完成一定曲率半徑的某一鉆具具有一定的結構彎角，通常完成一定曲率半徑的某一井段的鉆井作業。而不同井段曲率半徑變化較大時，需更井段的鉆井作業。而不同井段曲率半徑變化較大時，需更換螺桿鉆具，達到不同的造斜率要求。換螺桿鉆具，達到不同的造斜率要求。螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介u 可調彎螺桿鉆具可調彎螺桿鉆具-可以在鉆井平臺上隨意可以在鉆井平臺上隨意調整，從而獲得滿意的造斜、糾偏及直井鉆進調整，從而獲得滿意的造斜、糾偏及直井鉆進的能力。減少工具的儲備量、提高螺桿鉆具的的能力。減少工具的儲備量、提高螺桿鉆具的使用率、縮短鉆井周期、降低作業成本

5、。使用率、縮短鉆井周期、降低作業成本。可調彎導向可調彎導向螺桿鉆具螺桿鉆具u目前可調彎殼體的調整角度一般為目前可調彎殼體的調整角度一般為03，可以滿足鉆井造斜率要求。可以滿足鉆井造斜率要求。北京北京國際石油展上展出的螺桿鉆具國際石油展上展出的螺桿鉆具螺桿鉆具產品簡介螺桿鉆具產品簡介培訓提綱培訓提綱螺桿鉆具簡介螺桿鉆具簡介螺桿鉆具結構及功能螺桿鉆具結構及功能其他組件及功能其他組件及功能螺桿鉆具基本結構螺桿鉆具基本結構0旁通閥總成旁通閥總成n旁通閥旁通閥* *n螺桿對外接口螺桿對外接口n鉆井液流向改變鉆井液流向改變旁通閥旁通閥* *是螺桿鉆具最上部的部件，是與外部的溝通與轉換的部件是螺桿鉆具最上部

6、的部件，是與外部的溝通與轉換的部件旁通閥旁通閥旁通閥總成旁通閥總成旁通閥總成旁通閥總成 彈簧彈簧 彈簧精密計算，反復試驗彈簧精密計算，反復試驗確保閥的動作靈敏可靠確保閥的動作靈敏可靠旁通閥總成旁通閥總成當當泥漿流量和壓力達到標準設定值時，閥芯下移，關閉旁通閥孔，泥漿流量和壓力達到標準設定值時，閥芯下移，關閉旁通閥孔，此時泥漿流經馬達，使其轉變成機械能此時泥漿流經馬達，使其轉變成機械能。當泥漿流量值過小或停泵時，所產生的壓力不足以克服彈簧力和當泥漿流量值過小或停泵時，所產生的壓力不足以克服彈簧力和靜摩擦力時，彈簧把閥芯頂起，旁通閥孔又處于開啟位置。靜摩擦力時，彈簧把閥芯頂起，旁通閥孔又處于開啟位

7、置。旁通閥總成旁通閥總成有旁通和關閉兩個位置，在起下鉆作業過程中處于旁通位置，有旁通和關閉兩個位置，在起下鉆作業過程中處于旁通位置，使鉆柱中泥漿循環繞過馬達進入環空，這樣起下鉆時泥漿不溢于井臺上。使鉆柱中泥漿循環繞過馬達進入環空，這樣起下鉆時泥漿不溢于井臺上。 正常鉆進時，旁通閥會自動關閉。此時泥漿流經馬達，把壓力能轉正常鉆進時，旁通閥會自動關閉。此時泥漿流經馬達，把壓力能轉換為機械能。換為機械能。閥閥 體體閥閥 芯芯閥閥 口口彈彈 簧簧閥閥 套套旁通閥總成結構旁通閥總成結構閥關閉閥關閉 閥旁通閥旁通馬達總成馬達總成n馬達總成馬達總成n螺桿鉆具心臟螺桿鉆具心臟n決定動力性能決定動力性能馬達總成

8、決定一臺螺桿鉆具能輸出怎樣的扭矩和轉速。馬達總成決定一臺螺桿鉆具能輸出怎樣的扭矩和轉速。馬達決定性能馬達決定性能耐油耐油耐溫耐溫耐腐蝕耐腐蝕大扭矩大扭矩大流量大流量油基油基鉆井液鉆井液高溫高溫超高溫超高溫鹵水鹵水飽和鹽水飽和鹽水可鉆性可鉆性ROP需求需求攜砂要求攜砂要求動力需求動力需求馬達總成馬達總成定子是在鋼管內壁上壓注并粘結牢固的橡膠襯套。橡膠內孔具定子是在鋼管內壁上壓注并粘結牢固的橡膠襯套。橡膠內孔具有螺旋曲面的形狀。有螺旋曲面的形狀。轉子是一根經過機械加工并經高硬度表面處理的螺桿，其上端轉子是一根經過機械加工并經高硬度表面處理的螺桿，其上端是自由端，下端與萬向軸相連。是自由端，下端與萬

9、向軸相連。轉子軸線和定子軸線間有一距離，稱為偏心距，一般以轉子軸線和定子軸線間有一距離，稱為偏心距，一般以e 表示。表示。 定子殼體定子殼體 橡膠橡膠 轉子轉子馬達總成馬達總成根據鉆井泥漿液要求：對轉子表面鍍鉻處理，適用于水基根據鉆井泥漿液要求：對轉子表面鍍鉻處理，適用于水基泥漿和油基泥漿；對轉子表面噴涂碳化鎢，適用于飽和鹽泥漿和油基泥漿；對轉子表面噴涂碳化鎢，適用于飽和鹽水泥漿。水泥漿。根據井溫要求：定子橡膠分根據井溫要求：定子橡膠分普通定子普通定子和和高溫定子高溫定子兩種。兩種。適應排量要求：轉子分適應排量要求：轉子分實心轉子實心轉子和和中空轉子中空轉子兩種。兩種。定子定子轉子轉子馬達總成

10、馬達總成定子定子橡膠工藝橡膠工藝控制步驟如下圖所示控制步驟如下圖所示u全檢全檢u泥漿浸泡試驗泥漿浸泡試驗u返煉返煉u快檢快檢u預熱預熱u粘接粘接u噴砂噴砂u密煉密煉u成分檢驗成分檢驗u注膠注膠u清洗清洗u硫化硫化u冷卻冷卻u拆模拆模馬達總成馬達總成馬達馬達轉子的螺旋線有轉子的螺旋線有單頭單頭和和多頭多頭之分（定子的螺旋線頭數之分（定子的螺旋線頭數比轉子多比轉子多1 1）。轉子的）。轉子的頭數頭數越少，越少，轉速轉速越高，越高，扭矩扭矩越越小；小；頭數頭數越多，越多，轉速轉速越低，越低，扭矩扭矩越大越大。 可根據用戶需求，制造轉子頭數與定子頭數比為可根據用戶需求，制造轉子頭數與定子頭數比為 1:

11、21:2、3:43:4、5:65:6、7:87:8、9:10 9:10 的馬達，下圖是幾種的馬達，下圖是幾種典型典型馬達配合的截面馬達配合的截面輪廊：輪廊： 馬達總成馬達總成 根據馬達線型理論研究結論可知，轉子線型和定子線型是根據馬達線型理論研究結論可知，轉子線型和定子線型是一對擺線類共軛曲線副，常用的馬達轉子若為一對擺線類共軛曲線副，常用的馬達轉子若為N N頭擺線線型，頭擺線線型，則定子為則定子為N+1N+1擺線線型；轉子和定子曲面的螺距相同，導程之擺線線型；轉子和定子曲面的螺距相同，導程之比為比為N/N/（N+1N+1）。）。 12馬達總成馬達總成 馬達中轉子與定子相互嚙合，用兩者的導程差

12、而形成馬達中轉子與定子相互嚙合，用兩者的導程差而形成螺旋密封腔，以完成能量轉換。為了確保密封效果，轉子螺旋密封腔，以完成能量轉換。為了確保密封效果，轉子與定子之間的配合尺寸與不同井深、井溫有關，在選擇鉆與定子之間的配合尺寸與不同井深、井溫有關，在選擇鉆具時應按不同井況選用不同型號馬達。具時應按不同井況選用不同型號馬達。馬達總成馬達總成轉子轉子-帶噴嘴的中空轉子；帶噴嘴的中空轉子；n 馬達馬達的總流量應等于流經馬達密封腔流量和流經轉子噴嘴流量的的總流量應等于流經馬達密封腔流量和流經轉子噴嘴流量的總和；總和； n 流量流量過大過大，轉子會，轉子會超速超速運轉，定子和轉子會出現提前損壞運轉，定子和轉

13、子會出現提前損壞，流量，流量過小過小，馬達將馬達將停止停止轉動轉動；n 選擇選擇轉子噴嘴尺寸時，應確保馬達密封腔流量始終轉子噴嘴尺寸時，應確保馬達密封腔流量始終保持或高于保持或高于最小推薦最小推薦流量值，這樣才能使馬達正常運轉。流量值，這樣才能使馬達正常運轉。 馬達總成馬達總成 功能功能：當具有一定能量的壓力當具有一定能量的壓力液進入轉、定子形成的密封腔時，液進入轉、定子形成的密封腔時，轉轉子子在壓力泥漿的驅動下，繞定子軸線在壓力泥漿的驅動下，繞定子軸線旋轉，完成液體壓力能向機械能的轉旋轉，完成液體壓力能向機械能的轉化，為鉆頭提供動力。化，為鉆頭提供動力。液壓能液壓能機械能機械能萬向軸總成萬向

14、軸總成n萬向軸總成萬向軸總成n運動轉換運動轉換n控制造斜定向控制造斜定向萬向軸總成是螺桿鉆具實現造斜導向的關鍵部件。萬向軸總成是螺桿鉆具實現造斜導向的關鍵部件。球鉸式球鉸式活瓣式活瓣式撓軸式撓軸式萬向軸總成萬向軸總成 萬向軸總成由兩個元件組成：萬向軸總成由兩個元件組成：殼體殼體和萬向和萬向軸軸軸體軸體。殼體通過上、下螺紋分別和馬達定子。殼體通過上、下螺紋分別和馬達定子殼體下端及傳動軸殼體上端連接。殼體下端及傳動軸殼體上端連接。 普通直螺桿鉆具的萬向軸殼體無結構彎角，普通直螺桿鉆具的萬向軸殼體無結構彎角，而彎殼體螺桿鉆具的萬向軸殼體則是一個帶有結而彎殼體螺桿鉆具的萬向軸殼體則是一個帶有結構彎角的

15、構彎角的彎殼體彎殼體。可被彎殼體可被彎殼體或可調彎殼或可調彎殼體代替體代替萬向軸總成萬向軸總成活瓣活瓣外球座外球座內球座內球座連接桿連接桿活瓣式萬向軸活瓣式萬向軸活瓣式萬向軸活瓣式萬向軸作為一種常見的型式，其工作壽命主要受作為一種常見的型式，其工作壽命主要受活瓣瓣齒切割形態及表面處理工藝的影響。活瓣瓣齒切割形態及表面處理工藝的影響。萬向軸總成萬向軸總成采用數控火焰切割機床采用數控火焰切割機床精確精確控制控制瓣齒齒形；瓣齒齒形；活瓣式活瓣式萬向軸萬向軸通過通過理化分析理化分析、晶向分析晶向分析、產品試驗產品試驗，提高瓣齒，提高瓣齒熱處熱處理層理層質量、厚度及硬度。質量、厚度及硬度。萬向軸總成萬向

16、軸總成球鉸球鉸式萬向軸式萬向軸球鉸式球鉸式萬向軸與活瓣式萬向萬向軸與活瓣式萬向軸工作時均屬于研磨磨損，軸工作時均屬于研磨磨損，球鉸式的特點是將研磨件保球鉸式的特點是將研磨件保護在油密封中，避免泥漿中護在油密封中，避免泥漿中固相物質的附加磨蝕。固相物質的附加磨蝕。球鉸式萬向軸采用優質鋼球、球鉸式萬向軸采用優質鋼球、球窩表面處理工藝提高其耐球窩表面處理工藝提高其耐磨性；優質橡膠提供良好的磨性；優質橡膠提供良好的密封油套。密封油套。萬向軸總成萬向軸總成鈦金屬鈦金屬具有與優質合金結具有與優質合金結構鋼相當的機械性能，同時構鋼相當的機械性能，同時具有較低的彈性模量，因此具有較低的彈性模量，因此可在較小的

17、尺度實現撓動。可在較小的尺度實現撓動。鈦合金萬向軸鈦合金萬向軸采用進口優質鈦合金制造的采用進口優質鈦合金制造的鈦合金撓軸鈦合金撓軸，在完美實現，在完美實現動力傳遞的同時，完全不存動力傳遞的同時，完全不存在磨損問題，具有極長的使在磨損問題，具有極長的使用壽命。用壽命。萬向軸總成萬向軸總成 功能功能：將做行星運動的：將做行星運動的轉子轉子和做定軸和做定軸轉動的轉動的傳動軸傳動軸連接起來，把馬達轉子的連接起來，把馬達轉子的平平面行星面行星運動轉化為傳動軸的運動轉化為傳動軸的定軸定軸轉動，同轉動，同時把馬達的輸出扭矩及轉速通過傳動軸傳遞時把馬達的輸出扭矩及轉速通過傳動軸傳遞到鉆頭。到鉆頭。傳動軸總成傳

18、動軸總成n傳動軸總成傳動軸總成n動力鉆壓載荷動力鉆壓載荷n改變鉆井液流向改變鉆井液流向傳動軸總成是螺桿鉆具主要承載部件。傳動軸總成是螺桿鉆具主要承載部件。型式結構型式結構泥漿潤滑傳動軸泥漿潤滑傳動軸油密封傳動軸油密封傳動軸常規鉆井常規鉆井低重度泥漿低重度泥漿高鉆頭壓降高鉆頭壓降欠平衡鉆井欠平衡鉆井高重度泥漿高重度泥漿低鉆頭壓降低鉆頭壓降傳動軸總成傳動軸總成 傳動軸總成一般由殼體、水帽、傳動軸、推力軸承、徑向軸傳動軸總成一般由殼體、水帽、傳動軸、推力軸承、徑向軸承及其他輔助零件組成。承及其他輔助零件組成。 推力軸承推力軸承用來承受鉆具在各種工況下產生的用來承受鉆具在各種工況下產生的軸向力軸向力。

19、徑徑向軸承組向軸承組則用于對傳動軸進行則用于對傳動軸進行扶正扶正，保證其正常工作位置。，保證其正常工作位置。水帽水帽徑向徑向軸承軸承推力軸承組推力軸承組傳動軸傳動軸傳動軸殼體傳動軸殼體傳動軸總成傳動軸總成傳動軸總成傳動軸總成傳動軸總成傳動軸總成 傳動軸是螺桿鉆具的關鍵傳動軸是螺桿鉆具的關鍵部件之一，靜載荷較大，部件之一，靜載荷較大，交變載荷頻繁，工況惡劣交變載荷頻繁，工況惡劣 傳動軸不僅采用高強度合傳動軸不僅采用高強度合金結構鋼，而且通過理論金結構鋼，而且通過理論計算、有限元分析，減少計算、有限元分析，減少危險截面數，降低危險截危險截面數，降低危險截面應力分布，提高軸的安面應力分布，提高軸的安

20、全系數，有效保證了傳動全系數，有效保證了傳動軸的作業安全。軸的作業安全。防掉總成防掉總成防掉總成防掉總成防掉總成防掉總成 BPMBPM螺桿鉆具擁有可靠的螺桿鉆具擁有可靠的3 3層防掉結構，為客戶提層防掉結構，為客戶提供堅固的安全底線供堅固的安全底線 第一層，轉子上端，保護轉子以下各殼體安全第一層，轉子上端，保護轉子以下各殼體安全 第二層，水帽部位，保護水帽以上各軸體安全第二層，水帽部位，保護水帽以上各軸體安全 第三層，傳動軸處，保護傳動軸危險截面安全第三層，傳動軸處，保護傳動軸危險截面安全防掉總成防掉總成BPMBPM防掉結構，反饋靈敏，一旦發生井下事故，立管防掉結構，反饋靈敏，一旦發生井下事故

21、，立管壓力急劇上升，警示操作者，甚至切斷泥漿泵安全壓力急劇上升，警示操作者，甚至切斷泥漿泵安全銷，避免落井事故銷，避免落井事故培訓提綱培訓提綱螺桿鉆具簡介螺桿鉆具簡介螺桿鉆具結構及功能螺桿鉆具結構及功能其他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭過渡接頭過渡接頭浮閥浮閥其他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭萬向軸彎殼體萬向軸彎殼體可調彎殼體可調彎殼體可換穩定器可換穩定器萬向軸彎殼體萬向軸彎殼體彎點的位置可彎點的位置可以按用戶要求設置在彎殼體以按用戶要求設置在彎殼體的上部或者下部。對于同樣的上部或者下部。對于同樣的角度，下部彎點的偏移距的角度，下部彎點的偏移距小，造斜率高。小，造斜率高。其

22、他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭萬向軸彎殼體萬向軸彎殼體可調彎殼體可調彎殼體可換穩定器可換穩定器萬向軸彎殼體（上彎）萬向軸彎殼體（上彎）萬向軸彎殼體（下彎）萬向軸彎殼體（下彎）萬向軸彎殼體萬向軸彎殼體萬向軸殼體上具有兩個方向相同的共面彎角。萬向軸殼體上具有兩個方向相同的共面彎角。萬向軸殼體具有方向相反的兩個共面角度，萬向軸殼體具有方向相反的兩個共面角度，通常下部彎角的度數是上部彎角度數的兩倍。這種結構具通常下部彎角的度數是上部彎角度數的兩倍。這種結構具有彎角大而偏移距小的特點，造斜率高。有彎角大而偏移距小的特點，造斜率高。其他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭萬向軸彎殼體萬向軸

23、彎殼體可調彎殼體可調彎殼體可換穩定器可換穩定器可調彎殼體可調彎殼體BPMBPM可調彎殼體規格可調彎殼體規格95mm(3 3/4inch)95mm(3 3/4inch)100mm(3 7/8inch)100mm(3 7/8inch)120mm(4 3/4inch)120mm(4 3/4inch)127mm(5 inch)127mm(5 inch)165mm(6 1/2inch)165mm(6 1/2inch)172mm(6 3/4inch)172mm(6 3/4inch)197mm(7 3/4inch)197mm(7 3/4inch)203mm(8 inch)203mm(8 inch)216mm(8 1/2inch)216mm(8 1/2inch)244mm(9 5/8inch)244mm(9 5/8inch) BPMBPM可調彎殼體有可調彎殼體有螺紋聯接螺紋聯接和和齒式齒式連接連接兩種形式。兩種形式。 可調彎角可以根據鉆井工藝調整，可調彎角可以根據鉆井工藝調整，但小規格螺桿可調范圍大，大規格但小規格螺桿可調范圍大，大規格螺桿可調范圍小。螺桿可調范圍小。其他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭萬向軸彎殼體萬向軸彎殼體可調彎殼體可調彎殼體可換穩定器可換穩定器可調彎殼體可調彎殼體其他組件及功能其他組件及功能代用接頭代用接頭萬向軸彎殼體萬向軸