螺杆钻结构 原理及使用方法

经过生产科领导的指导、管理螺杆钻具过程中及现 场施工经验中总结出螺杆钻具使用的方法，仅供大 家参考： （一）、运输、搬运过程中：要用专车运送到井场， 不要与作业搬家混装，以免压坏螺杆钻。在井场搬 运时要轻拿轻放，严禁磕碰、撞击，要用三点支架 架好存放在不易碰、撞的地方。在井场存放时要用 塑料布包好上、下接头，以免螺杆钻具内进泥沙及 损坏丝扣。
螺杆钻结 构 原 理 及使用方法
高升采油厂机修厂
螺杆钻机辅助设备结构原理
1
2 3 4
螺杆钻具
使用中存在的问题
螺杆钻具正确的操作方法
我厂管理存在的问题
一、螺 杆 钻 具
1、螺杆钻具的工作原理
螺杆钻具（PDM drill），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。
5:6
9:10
一、螺 杆 钻 具
马达中一个定子导程组成一个密封腔（一级）。每 级额定工作压降约0.8MPa～1.1MPa。压降超过最大压降 值，马达就会产生泄漏，转速很快下降，对马达也会造 成损坏。 为了确保密封效果，转子与定子之间的配合尺寸与 不同井深、井温有关。 在选择钻具时应按不同井况选用不同型号马达。 现场使用的泥浆流量应在推荐的范围之内，否则将 影响马达效率，甚至加快马达磨损。 马达的输出扭矩与马达的压降成正比，输出转速与 输入泥浆量成正比，负载的增加，钻具的转速有所降低。
四、我公司管理存在的问题
磨灰施工是我处小修作业施工中的一项重要工序， 磨灰技术水平的高低不但影响施工周期更严重影响 作业队伍经营效益，所以加强螺杆钻具的管理我们 责任重大，希望大家共同探讨磨灰工艺的最有效方 法，不断提高磨灰的效率，更希望施工单位对我公 司螺杆钻具管理方面存在的问题多提宝贵意见，在 施工中发现问题及时与我们沟通，不断改进和提高 螺杆钻具的管理水平，使我处磨灰工艺技术水平更 上一个台阶。
二、使用中存在的问题
以上的问题造成的结果就是磨灰效率低，严重影响 作业施工速度和质量，所以各施工单位要充分认识 和正视自身在操作和使用方面存在的问题并加以改 正，按照正确的操作方法使用螺杆钻具及其配套设 备，才能提高磨灰效率。
送回螺杆钻存在问题
有泥沙
送回螺杆钻存在问题
表面油泥未清理
三、螺杆钻具正确的操作方法
一、螺 杆 钻 具
马达动画
一、螺 杆 钻 具
3.3 万向轴总成
万向轴的作用是将马
达的行星运动转变为传动
轴的定轴转动，将马达产
生的扭矩及转速传递给传 动轴至钻头。万向轴多采 用挠轴式。
一、螺 杆 钻 具
3.4 传动轴总成 传动轴的作用是将马
达的旋转动力传递给钻头
，同时承受钻压所产生的
轴向和径向负荷。
一、螺 杆 钻 具
2wk.baidu.com螺杆钻具的优点
螺杆钻具作为井底动力装置，具有低转速、大 扭矩、大排量等许多优点： (1) 增加了钻头扭矩和功率，提高了进尺率。 (2) 减少了钻杆和套管的磨损和损坏。
(3) 可准确地进行定向、造斜、纠偏。
(4) 广泛应用于直井、水平井、丛式井和修井 作业。
一、螺 杆 钻 具
三、螺杆钻具正确的操作方法
（三）、在起、下过程中，下钻前技术员必须算好数 据，在下至磨铣位置前速度要慢，千万不能钝钻， 在磨铣施工完后，先起出磨铣实际钻进时下入的油 管或多几根，然后用一罐清水打入油管内，充分清 洗螺杆钻，再起出所有管柱。
三、螺杆钻具正确的操作方法
（四）、在钻进时： 1、下钻至磨铣位置后，上提1-2米开泵，记录循环 正常之后的立管压力，随后逐渐加压钻进。在钻进 中要认真掌握钻压和泵压的变化，防止泵压过大而 压死工具或压坏镙杆钻，压死后应立即上提钻具， 各种型号螺杆钻的推荐钻压如下：5LZ90*7.05LZ95*7.0的为2吨，9LZ100*7.0的为2.5吨， 5LZ120*7.0 为3吨。
二、螺杆钻使用中存在的问题
我们机修厂主要是为作业队准备配套的磨、铣钻具\ 螺杆钻具、地面过滤器、缓冲器、各类钻头、及各 种变扣。从作业队的磨、铣施工情况中了解到，螺 杆钻使用的主要问题是磨、铣速度慢，或是无进尺， 反映螺杆钻不好用，以至于频繁更换螺杆钻，严重 影响作业磨、铣施工的效率。
二、螺杆钻使用中存在的问题
高升采油厂机修厂
感 谢 您 的 关 注 ！
四、我公司管理存在的问题
在今后的工作中：一是要转变观念，提高服务质量， 及时跟踪管理到现场，了解施工中存在的问题并与 施工单位多沟通多探讨，解决实际问题加强螺杆钻 具的管理。二是要积极引进螺杆钻具的清洗及检测 设备，做到及时清洗和检测其性能，保证合格的螺 杆钻具上井。三是要及时了解螺杆钻具使用的情况， 准备好配套的钻具和各类变扣，确保不影响施工， 积极的服务于基层不断提高我们的服务质量。
四、我公司管理存在的问题
1、缺少现场的跟踪管理，不能及时纠正作业施工存在 的错误操作方法，和存在的钻具组合方面、地面管 汇连接方面的问题。 2、螺杆钻具不能及时回收和修理，对修理过的螺杆钻 具不能检测螺杆钻的性能是否合格。 3、螺杆钻具配套的变扣钻头等工具准备不充分，有时 不能满足作业施工要求。
4、缺少清洗设备检测设备，不能对回收的螺杆钻进行 及时的清洗保养及检测。
三、螺杆钻具正确的操作方法
2、不得长时间悬空循环，不得压死循环。 3、钻头遇卡时不得转动管柱，以防止螺杆钻水帽倒扣， 芯轴落井。
4、定向井、水平井钻进中，螺杆钻体稳定器阻卡时不 得以反转方式调整工具面，以防螺杆壳体倒扣。
5、钻进中加压与否，泵压变化很小时，表明螺杆钻本 体有倒扣可能应 起钻检查。 6、钻进中泵压下降，排除地面因素之外，可能是钻具 剌漏、旁通阀孔剌坏或螺杆钻壳体倒扣应立即起钻。
一、螺 杆 钻 具
3.2 马达总成
马达由定子、转子组成。定子是在钢管内壁上 压注橡胶衬套而成，其内孔是具有一定几何参数的 螺旋；转子是一根有硬层的螺杆
一、螺 杆 钻 具
转子与定子相互啮合，用两者的导程差而形成 螺旋密封腔，以完成能量转换。
马达转子的螺旋线有单头和多头之分。转子的 头数越少，转速越高，扭矩越小；头数越多，转速 越低，扭矩越大。仅以转子与定子啮合头数为5：6 和9：10的截面参考。
三、螺杆钻具正确的操作方法
（二）、下钻前的准备：
1、要对螺杆钻要试验和检查，确保各部件灵活好用。 2、钻具组合最佳选择是：牙轮钻头+螺杆钻（在套管 直径允许范围内尽可能先择大功率大直径的120的螺 杆钻）+3″油管15-20根+缓冲器1根+油管，以保证 稳定的钻压。
三、螺杆钻具正确的操作方法
3、准备一个十方带隔的过滤罐或用我公司的除砂罐、 一个地面过滤器。连接好钻具，并把地面过滤器接 到进口管线上，回水管线口与水泥车上水管线必须 分开，上水管线放在大罐清水处，并把上水管线处 的泥沙清理干净，上水管线最好是悬吊安放，不要 放入罐底。 4、尽可能选择最大排量的水泥车以保证磨灰过程中 最大排量保证磨灰效率，并要加强施工前操作人员 的培训，达到平稳操作，相互配合默契的目的。
在送回的螺杆中修复时发现： 1、大多螺杆钻内有泥、砂、灰浆充填严实，对螺杆钻 定子内的密封层磨损严重，使螺杆钻难以拆卸、维 修，即使修复后也严重影响螺杆钻的效率。
2、部分螺杆钻有弯曲变形现像很难再修复。
3、部分螺杆表面油污及丝扣部位泥砂、油污太多。
二、螺杆钻使用中存在的问题
现场跟踪时发现的问题： 1、在拉运螺杆中与搬家车混装，在运输车上不能固定 螺杆钻，可能造成运输中撞击损坏，或重物或其它 工具压坏螺杆钻。 2、现场存放螺杆钻有的落地，有的与其它油管等重物 堆放在一起有挤压现像，有的螺杆钻丝扣处有油泥， 在现场对螺杆钻保护不好。 3、在磨灰时发现有的进口管线不连接地面过滤器，循 环灌有的用是不带隔的大灌或用地灌，灌内脏物、 泥砂、灰浆较多，特别是水泥车上水管线处不能及 时清理，至使泥沙、油泥、杂物打到井中进入到螺 杆泵中。
3、螺杆钻具的结构 其结构由旁通阀、马达、TC轴承、推力轴承、 万向轴、传动轴等组成。
一、螺 杆 钻 具
3.1 旁通阀总成 旁通阀由阀体、阀套、
阀芯及弹簧等部件组成。
一、螺 杆 钻 具
在压力作用下阀芯在阀套中滑动，阀芯的运动 改变了液体的流向，使得旁通阀有旁通和关闭两个 状态：在起、下钻作业过程中，阀套与阀体通孔未 闭和，旁通阀处于旁通状态，使钻柱中泥浆绕过马 达进入环空；当泥浆流量和压力达到标准设定值时， 阀芯下移，关闭旁通阀孔，此时泥浆流经马达，把 压力能转变成机械能。当泥浆流量值过小或停泵时， 弹簧把阀芯顶起，旁通阀孔处于开启位置--处于旁 通状态。
二、螺杆钻使用中存在的问题
4、在钻具配套方面，主要是选择钻头不合理 ，钻头 多选择五刃磨鞋，不用缓冲器。 5、在正常钻进时钻压压的过大，有的超过5吨且钻压 不稳，控制钻压不稳，排量不够，一般只用二档车 速。 6、磨铣在换单根时循环时间不够，象冲砂一样循环时 间短，还有的单位在磨铣砂桥时，当进尺快时停止 循环，在起钻具前不能充分用清水循环。