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海西螺桿鉆具的工作原理及組成部分

人氣:168283 發(fā)表時(shí)間:2020-03-20

       工作原理

       螺桿鉆具是一種以鉆井液為動(dòng)力,把液體壓力能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的容積式井下動(dòng)力鉆具。當(dāng)泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進(jìn)入馬達(dá),在馬達(dá)的進(jìn)出口形成一定的壓力差,推動(dòng)轉(zhuǎn)子繞定子的軸線旋轉(zhuǎn),并將轉(zhuǎn)速和扭矩通過(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)。


       組成部分

       螺桿鉆具主要由旁通閥、液馬達(dá)、萬(wàn)向軸和傳動(dòng)軸等四大總成組成。螺桿馬達(dá)是鉆具的主要部件,很多實(shí)踐和理論分析結(jié)果表明,如欲使馬達(dá)正常有效地工作,每級(jí)馬達(dá)所能承受的壓降以不超過(guò)0.8Mpa為宜,否則馬達(dá)就有漏失。轉(zhuǎn)速很快降低,嚴(yán)重時(shí)則完全停止轉(zhuǎn)動(dòng),馬達(dá)損壞。(馬達(dá)的一個(gè)導(dǎo)程為一級(jí)) 現(xiàn)場(chǎng)使用的泥漿流量應(yīng)在推薦的使用范圍內(nèi),否則將影響馬達(dá)效率,甚至加大磨損。螺桿馬達(dá)的性能參數(shù)是螺桿鉆具的主要性能參數(shù)。馬達(dá)的理論輸出扭矩和馬達(dá)壓降成正比,輸出轉(zhuǎn)數(shù)與輸入泥漿流量成正比,隨著負(fù)荷的增加鉆具轉(zhuǎn)數(shù)降低,所以只要控制地面上的壓力表的讀數(shù)和泵的流量,就能控制井下鉆具的扭矩和轉(zhuǎn)速。


       旁通閥部分

       旁通閥由閥體、閥套、閥芯及彈簧等部件組成,在壓力作用下閥芯在閥套中滑動(dòng),閥芯的運(yùn)動(dòng)改變了液體的流向,使得旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài):在起、下鉆作業(yè)過(guò)程中,閥套與閥體通孔未閉和,旁通閥處于旁通狀態(tài),使鉆柱中泥漿繞過(guò)馬達(dá)進(jìn)入環(huán)空;當(dāng)泥漿流量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí),閥芯下移,關(guān)閉旁通閥孔,此時(shí)泥漿流經(jīng)馬達(dá),把壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)泥漿流量值過(guò)小或停泵時(shí),彈簧把閥芯頂起,旁通閥孔處于開(kāi)啟位置--處于旁通狀態(tài)。


       馬達(dá)介紹

       馬達(dá)由定子、轉(zhuǎn)子組成。定子是在鋼管內(nèi)壁上壓注橡膠襯套而成,其內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋;轉(zhuǎn)子是一根有硬層的螺桿。轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合,用兩者的導(dǎo)程差而形成螺旋密封腔,以完成能量轉(zhuǎn)換。馬達(dá)轉(zhuǎn)子的螺旋線有單頭和多頭之分。轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少,轉(zhuǎn)速越高,扭矩越小;頭數(shù)越多,轉(zhuǎn)速越低,扭矩越大。


       萬(wàn)向軸簡(jiǎn)介

       萬(wàn)向軸的作用是將馬達(dá)的行星運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng),將馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動(dòng)軸至鉆頭。萬(wàn)向軸多采用撓軸式。


       轉(zhuǎn)動(dòng)軸

       傳動(dòng)軸的作用是將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給鉆頭,同時(shí)承受鉆壓所產(chǎn)生的軸向和徑向負(fù)荷。因此,傳動(dòng)軸需要高的硬度、耐磨性和使用壽命。這個(gè)時(shí)候,淬火熱處理可以大大提高傳動(dòng)軸的使用壽命。


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