螺桿鉆具結構介紹和馬達測試
文章摘要:
螺桿鉆具是以泥漿為動力的一種井下動力鉆具。...
螺桿鉆具是以泥漿為動力的一種井下動力鉆具。泥漿泵泵出的泥漿液流經(jīng)旁通閥進入馬達,在馬達進出口處形成 的壓力差,推動馬達的轉子旋轉,并將扭矩和轉速通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭。螺桿鉆具的性能主要取決于螺桿馬達的性能參數(shù)。本產(chǎn)品采用的涂鍍技術,避免了轉子傳統(tǒng)工藝存在的鍍層脫落現(xiàn)象,強度和壽命有了很大提高;適用于定向井、水平井、從式井、側鉆井、修井等。
螺桿鉆具主要由旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成四部分組成。
螺桿鉆具結構介紹:
1、旁通閥總成:
旁通閥由閥體、閥芯、閥套、彈簧及“O”圈組成,其作用是在起下鉆時溝通鉆柱內外工作液通道,當無循環(huán)時,彈簧使閥芯處于原始位置,此時旁通孔道開啟,當泥漿排量達到 值時,液壓力克服彈簧力,使閥芯移動,此時旁通孔封閉,泥漿流進馬達,如果停泵,彈簧再將閥芯頂回到原來位置,旁通孔道又被開啟,使鉆柱內與環(huán)空中的工作液連通。
2、馬達總成:
馬達為多級容積式馬達,由定子和轉子組成。定子是 合金鋼外殼和內襯橡膠組成,橡膠內腔為左螺旋面型腔,具有耐油、、(定子 工作溫度-29~120℃、-29~150℃);轉子經(jīng)熱處理無應力的合金鋼制成,表面鍍了一層硬鉻,以防鉆井液體的磨損及腐蝕。轉子與定子型腔組成許多連續(xù)的互不相通的密封腔,當工作液進入馬達時,工作液的液能轉變?yōu)闄C械能,在轉子的螺旋曲面上形成動力距,迫使轉子在定子內作行星運動。
3、萬向軸總成:
萬向軸部件由萬向軸殼體和萬向軸組成,殼體的上下端分別與馬達定子與傳動軸殼體相連接,萬向軸上下端分別與馬達轉子、傳動軸相連接,主要作用是將馬達產(chǎn)生的扭距和轉速傳遞給軸承總成的傳動軸及鉆頭,它將轉子的行星運動轉變?yōu)閭鲃虞S的定軸轉動,萬向軸經(jīng)加工而成,使驅動 圓滑,恒速而摩擦 小,振動 小,這一結構形式地完成了能量、運動的轉換、能量的傳遞這三個重要環(huán)節(jié)。
4、傳動軸總成:
螺桿鉆具主要部件之一。外殼體上端和萬向軸殼體相連,傳動軸導流水帽與萬向軸相連,下端接鉆頭。多列推力球軸承承受鉆壓引起的軸向載荷。用硬質合金燒結而成的徑向軸承,分別裝在傳動軸體的上下兩端,用來承受鉆具偏斜力距造成的徑向載荷。由馬達排出的大部分泥漿通過傳動軸內孔經(jīng)鉆頭水眼噴出,以利冷卻清洗鉆頭而另一部分泥漿通過上下徑向軸承和多列推力球軸承組從傳動軸外側流出,冷卻和潤滑軸承系統(tǒng)。
螺桿鉆具馬達測試過程:
將鉆具馬達的定子殼體與外接頭連接后,放在滾輪座架上,再將鉆具馬達的轉子與進水聯(lián)接機構中的軸相連接;用卡持液缸帶動卡鉗夾緊定子殼體,用推送液缸推動卡持推送總成連同定子前行,直至外接頭套在連接密封頭上。
打開水路系統(tǒng)中的閥門,啟動灌注泵,灌注液從灌注管路進入水路系統(tǒng),灌滿后,多余水液從裝有背壓閥的排水管路中流回水池。在灌注工況下,啟動電動機,通過減速器及進水聯(lián)接機構的軸帶動鉆具馬達轉子轉動,循環(huán)水液便從外接頭端輸送到后接頭端,并進入水路系統(tǒng)。
在循環(huán)工況下,關閉水路系統(tǒng)中的閥門。由于轉子轉動而使水液不斷地從外接頭端被輸送到后接頭端及與其連接的管路中,因而后接頭端與水路系統(tǒng)閥門之間的管路中水液壓力不斷升高,直至定子與轉子之間形成的密封空腔再不能承受過高壓力而使密封失效,這時水路系統(tǒng)中閥門兩邊管路中水液壓力之差便是所要測試的鉆具馬達密封壓差。該壓差可通過閥門兩邊的壓力表讀數(shù)相減得出,也可以通過微機系統(tǒng)顯示和打印。
LMT—Ⅰ型螺桿鉆具馬達試驗臺于1998年初研制成功,在勝利石油管理局渤海鉆井總公司管具分公司對新購置的和維修后的鉆具馬達進行了密封壓差測試,并對鉆具編號建檔。將測試結果隨被測鉆具一起送交鉆井隊,用以指導鉆井生產(chǎn)和準確地制定鉆井參數(shù),從而避免以往憑經(jīng)驗盲目報廢鉆具或下井使用造成損失,提高了鉆井效益。