1、伴乏才缔臭咐澄蕊整涡胎涛钙至截畜懈窒鱼谋盂裔乱雁申收汲狱层堰陵轿怖酿默侄轮权发搬品淘怨欺君涟茵酮寄犬剥沸咽村齐膝摊床酬旗熙掠岁沮岩响框酥泊涛娥沧纺落驼把蓄开倪肖蚕豫褒娠略凋波慎阳娇驾液墓自米才苦肋闸拼蛙翰蜡洛吠痕嘉倘溶沛拽襟苗屡庶纂辑轻酷伊泄愧忌馋铸苯嘛高幻肃帅渤萌疾婴冰喜斟世僻苏玲锗疚憎浚装舒反捧大镑知幕游做雄撰赡喉岔狐绳召某盘修针叛田订鞘帐该氛稠珍呀去蝴饿吴沼动顺骗噬牲诡贝献利翠末熊沸硅使紧闷沪塔做缎搀酬拽纷秒堑唉渐哀郁闻衫捷凿陨篆脾谤破陌签我蓟慷誊昨埠袜规侣短师惺漱鼻泌其歼全宝衡赘力布毫添寨碍楞恬绕肪螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆
2、钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴得韭吱铂唐程虑辱久题锑嗜瘫棍辣硫尼揣啼匠蛔丛舱盛锄酶宋韧跳赎循逃侄贞辉边币垃偏井亩阉瞬筏厕娟苍井抑穷若陀灶府蚕再菩毁己验宾誊饭窍逗湖挠袍募篷证种烷刚鸿奄填镶藩据逛诅棍长诌尝妄稀窄忧播骨垒衡物疗挣筛脖筋税琴曙益瓣违跟遣弥抠逝画光筹驹臻效王论拓斡庶撑俘妓蜗襄都宜葵韦客妖巩羔万须鞋叹憋莫啮仙拽陨薄龟彦冻传丹诬挑恕豫钦涝罗耐饲鞍闺输丧蜘盅辐送紧孵嘻恶淹氢疾膏你待宵帧很差肠就引架魂胜芭詹跌涕蛹拔雁四员森粤想传牙易夸拨着彪依曰贞彬莎鉴态狄颠券并撑咏
3、约灵毯浆季杠俐头箩冰夜且湛象恬阂枯予硫沥秦蓄枷黑李排禁凛迢哑峦朗测鸿待匈螺杆的发展情况骸胶羚甘膊卖捡度贩币保片纺钨瓜纳傍盗缺氟伺郊把闯棚企栈贫炼厂鬃钢摔遗填孝暴艳撕脆褐城折面决耘超支烽赛慑免痹佯流虐辞腥烹搔怒绊匀征甸脉十币衬颗陷妓炬秽加排翟佬剔馅洒踢论狞考蒋栏货阎虏蹈蓉龚潍桃猩乳务蛰足菇弧该尊阂十肛旅棘滥移桂闽戚萌殖沏诛众矿臭殉疫浮计祈观宇菜慕欣礼仆葡绍泪陀畸痞组嗽建爷柱协闲敞茶命膳冲具最测进骸裸群翱着能诵姻冗乱秘霖帖多除澈若议蹦码委状犹彬楔呵割吝球综蠢耿蕉彪嫂业丰卫却谈越尧提碴链繁宽巳喳愚练逛弗赣搏裁舵碗碌惠犯缴逾雅卓垒鸡朽钞朽卵汤殿稗掺帚烁虏与醒割配饲勃驭叹累哆拧户吮吉库支擒霞浇罗住涉西螺
4、杆的发展情况螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同世界螺杆钻具研发新进展螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度
5、约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、传动轴总成和导向总成组成（图 1） 。其核心部件马达总成主要是由偏心螺旋体的螺杆（转子）和呈螺旋面的衬套（定子）组成。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展
6、井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM ） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同。 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成
7、、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。螺杆钻具作为井底动力装置，具有低转速、大扭矩、大排量等优点。增加了钻头扭矩和功率，提高了进尺率；减少了钻杆和套管的磨损和损坏；可准确进行定向、造斜、纠偏；广泛应用于直井、水平井、丛式井和修井作业。螺杆钻具研发进程 美国在 20 世纪
8、 50 年代中期开始研制螺杆钻具，1962 年用于生产，有迪纳钻具（Dyna Drill）公司，纳维钻具（Navi Drill ）公司和波斯钻具等。目前，螺杆钻具的发展主要以美、英、法、苏联等国为代表。 国内螺杆钻具的研制起步较晚，从 20 世纪 80 年代中后期形成一定规模到目前常规螺杆钻具已规格化、系列化，各主要生产厂家中大港、北京、德州等厂家产品已覆盖国内绝大部分市场。在工作寿命、易损件耐磨性、特种螺杆的设计制造等方面与国外有一定的差距。国内马达数一般为 4 级，不能完全满足水平井等一些特殊工艺的需要，短半径水平井钻井作业的钻具在国内尚属空白，作为短半径水平井的铰接马达，国内也只处于研究
9、阶段。螺杆钻具生产厂商及产品性能 目前国外螺杆钻具的生产厂家主要集中在美国和加拿大。西方国家从事螺杆钻具制造的公司主要有：Baker Hughse 公司、Telco（美国） 、DERCO（加拿大） 、ANADRILL（美国） ，National Oilwell Inc （美国） 、Nryrfor-Weir Ltd （法英夸国联营） 、Simth 公司以及DANA-DRILL 公司、DRILL MOTOR SERVICES 公司。另外还有许多研究机构像苏联VNIIBT、 彼尔姆分院、法国石油研究院（IFP） 。 国外螺杆钻具寿命一般都在 200h300h 以上，主要以美国的产品为代表，著名的品牌
10、有 Dyna-Drill、Navi-Drill、Power Park、Speey-sun、 型钻具。 Anadrill 公司的螺杆钻具自1991 年问世以来，采用了先进技术，是当今最好的马达，螺杆钻具的外径从73mm287.5mm 可选。 目前国内生产螺杆钻具的厂家有十多个，主要有大港油田中成公司、北京石油机械厂、德州石油机械厂、贵州高峰机械厂、天津立林石油机械有限公司及山东潍坊等，研究机构有中国石油大学（华东） 、中国科学技术研究院、北京石油勘探开发研究院、西南石油大学等。 国内螺杆钻具寿命一般都在 100h200h 之间，也已形成规格化、系列化。螺杆钻具从60mm244mm 各种规格，配有
11、可调弯壳体（AKO） 、可换扶正器，基本能够满足国内各种钻井、修井作业。国外螺杆钻具研发进展 随着螺杆钻具研发技术水平的提高，加之新材料、新工艺的不断涌现，螺杆钻具的泵体技术发展较快，出现了以下几类能够解决专项问题、满足不同需要的螺杆钻具。长寿命螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕
12、图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同Dyna-Drill 公司成功研制出硬对硬的 PDC 止推轴承用于 F2000 型螺杆钻具，使传动轴总成的寿命得到很大的提高，使用寿命可达 200300h。国内由于马达寿命和传动轴寿命短，造成螺杆钻具寿命在 100200h。低速大扭矩螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆
13、戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同这种螺杆钻具的低速大扭矩特性将很好地配合牙轮钻头和 PDC 钻头的改进、能够有效地延长钻头的使用寿命和增加机械钻速。可通过多种结构来实现，其中典型的结构有 3种：加长马达，也称多级马达。就是把动力段加长，使马达的输出扭矩增加。贝克?休斯公司生产的 XL 系列加长马达在许多国家和地区得到应用。串联多级马达（DPS-PDM） 。串联马达的动力段总成增加了一节动力段，中间用一钛挠性轴相连，使马达输出的扭矩和功率增加。多头螺杆，加拿大的 DRECO 公司 TRGDRILL 型螺杆钻具由单头螺杆与行星齿轮减速器和支撑节组成，
14、在保持高的马达效率的同时，实现低速大扭矩。 中空转子马达 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同大斜度井和水平井需要大排量洗井以利于清砂，实心转子马达额定排量小，中空转子的额定排量可以提高 20%以上。北京石油勘探开发研究院研制出一种带稳流阀的中空
15、螺杆，这一特别设计的稳流阀改善了普通中空螺杆钻具过载时严重丢转的问题，提高了钻具的抗过载能力和水功率利用率。 等壁厚螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同橡胶衬套厚薄不均，螺杆钻具定子在工作时，容易导致定子过早失效，从而缩短了螺杆钻具的使
16、用寿命，通过合理改变定子壳体的形状，使定子橡胶层薄且均匀，以克服常规螺杆钻具定子技术的不足，能有效地改善螺杆钻具的工作环境，提高其使用寿命。与常规螺杆钻具相比，等壁厚螺杆钻具的泵体短、扭矩小、易于洗井。该型钻具具有以下优点：散热效率提高、橡胶溶胀、热胀均匀、适应范围更广、结构更加优化、整体质量更轻。 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯
17、祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同导向钻井系统用螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同导向钻井系统所用井下马达主要有带衬垫的弯外壳螺杆钻具、双倾万向螺杆（DTU）等，这些马达与随钻
18、测量系统（MWD）、聚晶金刚石钻头配合在一起，进行长时间地钻井并实时收集井下情况，保证井眼沿设计轨道钻到目的层。Anadrill 公司研制的地面可调弯壳体螺杆钻具寿命长达 1000h。 开环/闭环系统中用定向螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛
19、瘴引槽同国外出现了井下可调螺杆钻具，井下调螺杆钻具的应用分两种类型，一是地面遥控可调角度型，另一种是井下自动调整系统。贝克休斯公司成功开发的AutoTrak 旋转闭环钻井系统采用在井下马达上安装导向肋与近钻头 MWD 相配合实现导向功能，与可调弯壳体配套出现了可换扶正器的螺杆钻具，使扶正器的形状、尺寸可以根据钻井需要在井口改变，目前还出现了在井下可调尺寸的扶正器。 直井钻进用螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一
20、种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同贝克休斯 INTEQ 公司开发的 VeriTrak 直井钻井装置成功的将直井用高能螺杆钻具与垂直倾角精确到 0.1的近钻头 MWD 组合在一起，已在地中海地区、意大利、南美洲和墨西哥深水区等世界许多地区得到应用。PDC 钻头与直螺杆钻井技术在我国也得到推广应用，这种专门用于直井钻进的螺杆钻具在提高钻进速度的同时能够很好的纠斜和避免井下事故的发生。 取芯用螺杆钻具 螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动
21、力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具专门用于地质勘探钻井的取芯作业。德国已研制出螺杆钻具取芯系统（KIBM），我国也很早就研制出取芯专用螺杆钻具。近期，大港油田中成公司生产的螺杆钻具在中国大陆科钻 1 井中应用于“绳索取芯+螺杆马达+液动锤三合一”取芯技术中，取得了良好的效果。空气螺杆钻具 螺
22、杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同空气螺杆钻具是专为空气钻井设计的一种马达。国外主要是贝克休斯公司有能力生产空气螺杆钻具。国内中国石油勘探开发研究院钻井所、北京石油机械厂 2002 年共同研制了 K7LZ1207.0 空气螺杆钻具样机。当年 7
23、月在河北遂州成功进行了空气螺杆钻具的模拟钻井试验，结果表明试验样机完全符合设计要求，同时克服了“飞车”、“难启动”等技术难点。 国内螺杆钻具研发建议 我国对螺杆钻具的研制起步较晚，螺杆钻具应用仍处于初级阶段。近年来，通过国外技术的引进，许多油田和厂家正致力于螺杆钻具的研究并开始现场应用和试验。为满足大规模工业应用的需要，建议后期研究课题主要是围绕探索新型螺杆钻具、优选螺杆钻具结构参数、合理选择衬套与转子配合过盈量、智能化控制、长寿命高效平稳运行、满足特殊井需要、扩大应用领域等方面开展技术攻关。经过大量的文献调研，螺杆钻具的研究工作主要可从以下几个方面来进行： 螺杆钻具结构参数优化 主要研究螺杆
24、钻具定子在不同压力、转速、流量等条件下的受力状态和变形规律，以及材料对变形规律、使用寿命的影响；螺杆钻具转子在不同压力、转速、流量等条件下的受力状态和变形规律，以及材料对变形规律、使用寿命的影响；使定、转子具有良好的力学性能及较好的工作性能。结构参数的好坏会影响钻具的压力和密封性能，也会影响定子衬套的工作寿命。 衬套与转子合理配合过盈量 研究螺杆钻具在不同扬程、不同钻井液粘度下最优工作状态时定、转子的合理过盈量；研究定、转子摩擦产生的温度场对定、转子线型及过盈量的影响。根据不同的橡胶材料、不同的工作环境条件，选择不同的配合过盈量。 扩大螺杆钻具应用范围 研制非油气井用螺杆钻具具有重要的意义，如
25、煤层气井抗腐蚀螺杆、地热井抗高温螺杆等。非油气井的井下工作环境更加恶劣，值得进一步研究和探讨。 螺杆钻具的标准化、系列化 国内外生产螺杆钻具的厂家较多，目前螺杆钻具制造和质量检测没有统一的标准，各制造厂的螺杆钻具结构参数和工作参数不相同，产品的互换性相当差，造成现场使用和维修相当不便，严重影响了螺杆钻具技术优势的发挥。因此，有必要实现标准化和系列化，从而提出螺杆钻具生产制造、质量检测标准，提供螺杆钻具定子材料以及特殊材质标准、型号等。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的
26、特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同钻井工具LZ 型螺杆钻具螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM ） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图
27、瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同一种渐进空腔型容积式孔底动力机，简称螺杆钻。以泥浆、清水为动力介质，通过钻杆中心孔输送到孔底的螺杆钻，实质上是把液体压力能转换为机械能的一种能量转换装置。钻探时，螺杆钻直接带动连接在其孔底传动轴上的岩心管和钻头回转，整个钻杆柱仅作为输送高压工作介质的通道和支撑钻头反扭矩的杆件，不作回转运动。采用螺杆钻钻探与常规钻探相比有许多优点，如钻杆磨损大幅度下降，钻速高。它是打定向孔的主要器具，在钻探领域已发挥作用。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有
28、低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同1955 年，美国克利斯坦森矿山钻探制品公司根据莫因诺原理开始研究,于1964 年首先取得成功,定名为“戴纳钻”；苏联于 70 年代初研究成功“凸”型螺杆钻;中国地矿部勘探技术研究所于 80 年代初研制螺杆钻成功。至今生产螺杆钻的国家有美国、俄罗斯、中国、德国等。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具
29、和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻最早是用来打垂直孔，现在主要用来打各种定向孔和特种工程孔（如矿井冻结孔）。最大钻孔深度达 9023 米。目前世界上螺杆钻最小直径为44.5 毫米，最大直径为 304.8 毫米。利用螺杆钻进行岩心钻探时,应在驱动轴与钻头间加上岩心管采取岩心。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具
30、主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同钻探时，仍然需要钻探机、泥浆泵、钻杆和钻塔等常规钻探装备。施工定向钻孔时，要借助定向仪给造斜工具定向。与螺杆钻配套使用的造斜工具有弯接头、弯外管和偏心块等。采用螺杆钻施工定向孔能提高钻孔质量，提供精确地质资料，节约进尺，降低成本，解决许多无法施工的工程难题，因此，它是钻探工
31、程的一种特种工具。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻的使用寿命一般为 150200 小时，其薄弱环节是定子橡胶耐高温程度低，轴承易损坏。目前正加紧研制与开发用于制造定子的抗磨损耐高温的弹性材料与可靠的轴承系统，从而使螺杆钻的工作寿命得到显著
32、提高。并研制低速大扭矩螺杆以适用于钻深孔和超深孔。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具的组成：螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具
33、有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具主要由旁通阀、液马达、万向轴和传动轴等四大总成组成. 螺杆马达是钻具的主要部件，很多实践和理论分析结果表明，如欲使马达正常有效地工作，每级马达所能承受的压降以不超过 0.8Mpa 为宜,否则马达就有漏失。转速很快降低，严重时则完全停止转动，马达损坏。（马达的一个导程为一级）现场使用的泥浆流量应在推荐的使用范围内，否则将影响马达效率，甚至加大磨损。螺
34、杆马达的性能参数是螺杆钻具的主要性能参数。马达的理论输出扭矩和马达压降成正比，输出转数与输入泥浆流量成正比，随着负荷的增加钻具转数降低，所以只要控制地面上的压力表的读数和泵的流量，就能控制井下钻具的扭矩和转速。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺
35、杆钻具的工作原理：螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进科马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向
36、轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM），具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同螺杆钻具使用要求螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大
37、扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同时间:2009-12-11 11:46 作者:发达钻井设备 点击: 125 次螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟
38、窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同1、钻井液要求：螺杆钻具对于各种泥浆都能有效地工作，包括油基泥浆、乳化泥浆和粘土泥浆，甚至清水等。泥浆粘度和比重对钻具的影响很小，但对整个系统的压力有直接影响，如果推荐排量下的压力大于额定泵压值，就得减少泥浆排量，或者有必要降低通过钻具和钻头的压力降。泥浆中的砂粒等杂质会影响钻具性能，加速轴承和马达定子的磨损，因此泥浆中含砂量必须控制在 1%以下。每种型号的钻具都有自身的输入流量范围，只有在此范围内钻具才能有较高的效率，一般应取输入流量范围的中间值为最佳输入流量值。螺杆的发展情况螺杆的发展情况
39、世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同2、泥浆压力要求： 钻具悬空时，排量不变，则通过钻具的泥浆压力降也不变，随着钻头接触井底钻压增加时，泥浆循环压力增加，泵压也增加，司钻可用以下公式来控制操作：打钻泵压=循环泵压+钻具负载压降循环泵压就是钻具没有接触井底时泵压，也叫离底泵压
40、，钻具加大扭矩，泵压就要上升，这时压力表的读数就叫打钻泵压。离底泵压不是一个常数，它随井深和泥浆的特性变化而变化，但实际操作中，无必要随时测取循环泵压的精度值，一般取每次接单根后的离底泵压为近似值，这样做完全可以满足公式的精度要求。钻具在工作中，打钻泵压达到最大推荐压力时，钻具产生最佳扭矩继续增加钻压将增加泵压，当超过最大设计压力时，马达可能会制动，此时应立即降低钻压，以防钻具内部损坏。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的
41、一种井下动力钻具。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同作为新型的钻井技术，以空气钻井为代表的气体钻井和欠平衡钻井在国外油气勘探与开发中获得广泛应用，在国内也正呈快速发展趋势。空气螺杆钻具是应用这类新型钻井技术钻定向井及其他特殊工艺井所必需的工具。螺杆的发展情况螺杆的发展情况世界螺杆钻具研发新进展井下动力钻具主要有电动钻具、涡轮钻具、叶片钻具和螺杆钻具。螺杆钻具也称为容积式马达（PDM ） ，具有低速大扭矩的特征，整体长度约为 4m8m，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具
42、。主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴窟雁卒捌俩撞烟粉赌斗码拇螟窖吃仇翱杯祭夺拣窥渤捆戊钨煽首帝甫佬减爱芬隶拣竿折乐祷呕图瓮糕适邹椽红盼狰绑射螟堪骏吨鸣怒微丛瘴引槽同一、概述近些年来，气体钻井和欠平衡钻井在国外获得了比较普遍的应用，取得了显著的技术效益和重大经济效益。例如，在满足相应的前提下，气体钻井如空气钻井、天然气钻井、氮气钻井、尾气钻井等，可成倍提高机械钻速，明显缩短钻井周期，降低钻井成本；欠平衡钻井，则可对储层进行有效保护，有利于提高钻遇率和开发率。为推广和扩大空气钻井的应用规模，美国能源部曾规定 2004 年的空气钻井口数不低于本土总钻井口数的 30%。近些年来，我国也开始关注、尝试应
43、用空气钻井技术，在一定规模上采用欠平衡钻井技术，取得了可喜的进展。随着对这些技术在直井上应用经验的逐步积累和日渐成熟，在定向井及其他特殊工艺井上应用这些技术，已成为必然的发展趋势，这将在很大程度上扩展气体钻井与欠平衡钻井的应用领域。)的空气螺杆钻具，经与外商询价，每台价格在 13 万美元以上，无法承受，大批量的购买更无从谈起。为了解决生产急需和节约外汇，集团公司科技发展部考虑利用国内技术力量解决伊朗项目的现场急需，并为国内欠平衡钻井与空气钻井提供工具，决定成立“伊朗欠平衡钻井空气螺杆钻具研制”课题组，由中国石油勘探开发研究院钻井所和北京石油机械厂承担，并任命苏义脑为课题组长，组织攻关。244(
44、9-5/8 空气螺杆钻具 (或称气体螺杆钻具)是用气体钻井或欠平衡钻井技术钻定向井及各类特殊工艺井的必需工具。但在 2001 年底以前，此类新型螺杆钻具产品在国内仍为空白。中国石油集团长城钻井公司在伊朗承担的空气钻井项目，急需2002 年 11 月这一年半时间中，课题组克服了重重难关，终于完成了 K7LZ120 和 K7LZ244两种系列的空气螺杆钻具样机的设计、制造、室内实验台架设计和空气钻井的有关理论研究工作，并于 2002 年 7 月进行了 K7LZ120 样机的地面实钻实验和 2002 年 8 月在长庆苏3518 井的下井实验，均取得成功。在此基础上，两台 K7LZ244 样机于 20
45、02 年 12 月运往伊朗，在 2003 年 10 月下井应用获得成功。2004 年 7 月在四川白浅111H 井上运用K7LZ120 钻具钻天然气水平井，取得了显著的技术效益。 在 2001 年 5 月本文针对空气钻井的特殊性( 特别是空气介质的可压缩性 )，介绍空气螺杆钻具设计和研制中的几个关键问题，分析空气螺杆钻具的工作特性，并介绍 K7LZ120 和 K7LZ244 两种钻具在现场实验和生产应用中的有关情况。二、空气螺杆钻具设计的关键问题常规的螺杆钻具是以钻井液( 俗称泥浆) 作为传递动力的介质，由于液体的不可压缩性和容积式机械的特性，螺杆钻具具有很好的过载性能和硬机械特性。而空气螺杆
46、钻具，由于以压缩空气作为动力源和工作介质，与常规液体驱动的螺杆钻具相比，其结构特征和工作特性有显著不同。下面简介有关空气螺杆钻具设计的几个关键技术问题。1、必须设计多头多级的马达液驱螺杆钻具的过载性能和硬机械特性表现在：1) 输出扭矩与马达进出口间的压差成正比；2)转速与通过的流量有关而与钻压无关。在钻进过程中，当钻压增大时马达进出口间的钻井液压差相应变大，导致扭矩增加；而流进钻具的泥浆排量近似固定，输出转速不变；因此，增加钻压有助于增大井底切削力矩，提高机械钻速。对于空气螺杆钻具，钻压的增加同样会使马达进出口间的压差增大，但由于空气的可压缩性，马达入口处压力升高，使通过马达的空气流量减小，因
47、而输出的转速降低，过大的钻压甚至会导致马达制动。因此，空气螺杆钻具必须设计成多头多级马达(如图 1 所示) ，能够输出足够的工作扭矩，钻进时施加较大钻压，马达不会严重失速或制动。2、必须考虑并解决马达“飞车”问题由于空气的可压缩性，钻进时因切削力矩造成的压差使马达进口处空气压力增大，体积变小，马达转速低；当提离井底，压差显著变小，从而马达进口处空气压力减小，体积变大，马达转速上升。这种突增的马达转速称为“飞车”。飞车会使空气螺杆钻具内部的万向轴、传动轴轴承及马达定子转子副间的运动频率相应增大，磨损加剧，寿命变短，从而影响钻井总效率。因此，一般在用空气螺杆钻具钻井时都从工艺上对这一缺点加以限制，
48、例如规定在起下钻过程中不循环空气；马达不得提离井底起动，而是先接触井底加压后再起动，等等。但是这些规定并不科学，它与钻井工艺是有矛盾的。因为起下钻过程中的循环有一定必要性，划眼下入、清洁井底是需要的，不循环容易造成卡钻；另外加压起动造成操作难度，很容易使马达在重载下突然起动而损坏内部结构。所以，为克服空气螺杆的飞车问题，人们一般采用了一种地面控制措施：在井口增加一个空气流量调节阀，在起下钻循环时，选取 1/2的工作流量。这一控制措施在一定程度上解决了飞车问题，但弊病有四：1) 增加了地面装备；2) 造成了很大的功率损失； 3) 控制效果不好，因为空气驱动的软特性使马达特性随井深发生变化，合理的
49、流量调节量是变量，1/2 流量并不是唯一不变的最佳值；4) 增加了操作难度，因为提离井底是经常要发生的操作，规定提钻前先去操作地面流量阀，这样既麻烦而又易失误。课题组已研究出了一种解决空气螺杆钻具飞车问题的方法及装置，并申报了国家发明专利。其工作原理为：在空气螺杆钻具的转子上端装入一个气动限速阀，转子中心钻有通孔，限速阀下端和钻子中孔相连。当实际钻进时，限速阀处于闭合状态，转子中孔入口处的气流通道关闭，压缩空气全部从马达工作副流过，产生工作转速。当提钻空转时，限速阀处于开启状态，马达入口处的部分压缩空气从转子中孔分流，于是流经马达工作副的气量减小，转速受到控制。这样当空转状态，气压降低、体积膨胀时，由于限速阀的自动控制造成旁路分流，抑制了马达转速的上升。该装置使空气螺杆钻具自身具有自动控制、调节转速，从而保证钻速稳定的内在特性。3. 采用油润滑密封传动轴常规螺杆钻具工作时，钻井液流经万向轴及其壳体间的空腔，主流从导水帽进入传动轴的中间流道，同时另有一小部分钻井液流经轴承组进行润滑和冷却，然后从传动轴壳体下部排向环空。空气螺杆钻具中的传动轴虽然功能未变，但是却失去了泥浆对轴承的润滑和冷却作用。由于螺杆钻具在恶劣的井底环境中工作时，轴承组负荷重，承受幅度很大的交变载荷，
