螺桿鉆具的組成和使用事項
文章摘要:
螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力,把液體壓力能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的容積式井下動力鉆具。...
螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力,把液體壓力能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的容積式井下動力鉆具。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 的壓力差,推動轉(zhuǎn)子繞定子的軸線旋轉(zhuǎn),并將轉(zhuǎn)速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭,從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)。
螺桿鉆具的組成:
螺桿鉆具主要由旁通閥、液馬達(dá)、萬向軸和傳動軸等四大總成組成。螺桿馬達(dá)是鉆具的主要部件,很多實踐和理論分析結(jié)果表明,如欲使馬達(dá)正常地工作,每級馬達(dá)所能承受的壓降以不超過0.8Mpa為宜,否則馬達(dá)就有漏失。轉(zhuǎn)速很快降低,嚴(yán)重時則 停止轉(zhuǎn)動,馬達(dá)損壞。(馬達(dá)的一個導(dǎo)程為)現(xiàn)場使用的泥漿流量應(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,閥芯的運(yùn)動改變了液體的流向,使得旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個狀態(tài):在起、下鉆作業(yè)過程中,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,閥芯下移,關(guān)閉旁通閥孔,此時泥漿流經(jīng)馬達(dá),把壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)泥漿流量值過小或停泵時,彈簧把閥芯頂起,旁通閥孔處于開啟位置--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 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?。活^數(shù)越多,轉(zhuǎn)速越低,扭矩越大。
萬向軸簡介
萬向軸的作用是將馬達(dá)的行星運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃虞S的定軸轉(zhuǎn)動,將馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動軸至鉆頭。萬向軸多采用撓軸式。
轉(zhuǎn)動軸
傳動軸的作用是將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給鉆頭,同時承受鉆壓所產(chǎn)生的軸向和徑向負(fù)荷。
螺桿鉆具使用要求
1、鉆井液要求:螺桿鉆具對于各種泥漿都能地工作,包括油基泥漿、乳化泥漿和粘土泥漿,甚至清水等。泥漿粘度和比重對鉆具的影響很小,但對整個系統(tǒng)的壓力有直接影響,如果推薦排量下的壓力大于額定泵壓值,就得減少泥漿排量,或者有 降低通過鉆具和鉆頭的壓力降。泥漿中的砂粒等雜質(zhì)會影響鉆具性能,加速軸承和馬達(dá)定子的磨損,因此泥漿中含砂量 控制在1%以下。每種型號的鉆具都有自身的輸入流量范圍,只有在此范圍內(nèi)鉆具才能有較高的效率,一般應(yīng)取輸入流量范圍的中間值為 佳輸入流量值。
2、泥漿壓力要求:鉆具懸空時,排量不變,則通過鉆具的泥漿壓力降也不變,隨著鉆頭接觸井底鉆壓增加時,泥漿循環(huán)壓力增加,泵壓也增加,司鉆可用以下公式來控制操作:打鉆泵壓=循環(huán)泵壓+鉆具負(fù)載壓降循環(huán)泵壓就是鉆具沒有接觸井底時泵壓,也叫離底泵壓,鉆具加大扭矩,泵壓就要上升,這時壓力表的讀數(shù)就叫打鉆泵壓。離底泵壓不是一個常數(shù),它隨井深和泥漿的特性變化而變化,但實際操作中,無 隨時測取循環(huán)泵壓的精度值,一般取每次接單根后的離底泵壓為近似值,這樣做 可以滿足公式的精度要求。鉆具在工作中,打鉆泵壓達(dá)到 大推薦壓力時,鉆具產(chǎn)生 佳扭矩繼續(xù)增加鉆壓將增加泵壓,當(dāng)超過 大設(shè)計壓力時,馬達(dá)可能會制動,此時應(yīng)立即降低鉆壓,以防鉆具內(nèi)部損壞。