定向井专用工具

一、螺杆钻具 螺杆钻具为容积式井下动力钻具，其规格有直 体螺杆钻具、单弯螺杆钻具、双弯螺杆钻具。 螺杆钻具具有低转速、大扭矩、大排量的特点， 适用于直井、定向井、丛式井、水平井中的钻 井、定向造斜、扭方位等各项钻井作业的一种 理想的井下动力钻具，其中，小直径螺杆钻具 还适用于套管开窗侧钻及修井。 螺杆钻具的常规耐热工作温度为<120℃,根 据深井的特殊需要，高温螺杆钻具还可耐温 150℃。

1、螺杆钻具工作原理及结构 、 (1) 、螺杆钻具的工作原理 螺杆钻具是一种把液体的压力能转换 为机械能的能量转换装置。当高压液体 进入钻具时，迫使转子在定子中滚动， 马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递 到传动轴和钻头上，达到钻井的目的。

螺杆钻具作为井底动力钻具， 有许多突出的优点： 1.增加了钻头扭矩和功率，因而提高了 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.在水平井、丛式井及修井作业中，可 显著提高钻井经济效益， 5.由于结构的先进，提高了钻具的寿命， 可用于延深钻井或直井钻进。

(2)、螺杆钻具的结构及其作用 、 螺杆钻具主要由以下几部分组成： 旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、传 动轴总成、导向总成(导向钻具专有部件) ( )

(3)、旁通阀总成 旁通阀设置在马达的上部，它由阀体、 阀芯、阀座、弹簧、滤套等组成，其功 用如下：

a.下钻时，井眼中的钻井液由旁通阀引 入钻杆柱内减小下钻过程的阻力，平衡 钻杆内外液柱压力。 b.起钻时，钻井液由钻杆柱内经旁通阀 侧孔流入环空，不致使钻井液溢于井台。 c.钻具工作时，高压钻井液流经旁通阀， 推动阀芯，压缩弹簧，关闭旁通阀侧孔， 所有钻井液流经马达，把压力能转换为 机械能。

(4)、马达总成 、 马达是由转子和定子两部分组成的，下 图为钻具马达截面轮廓。

(5)、万向轴 万向轴总成的作用是将马达的偏心运动 变换为传动轴的定轴旋转，同时传递扭 矩给传动轴，以达到钻井的目的，螺杆 钻具有挠式万向轴(见图)和花瓣万向轴 (见图)两种结构。

(6)、传动轴总成 传动轴总成的作用是将马达的旋转扭矩 传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴 向和径向负荷。传动轴总成的设计既要 考虑到转动的灵活和平稳，同时根据钻 压、钻井液的性质及钻头的侧面载荷、 转速、钻头水眼压降来设计，因此设计 为组合推力轴承和径向滑动轴承共同作 用的型式。

a.组合推力轴承： 用以承受工作状态时的钻压，马达、钻 头水眼压降产

生的轴向力及转子、万向 轴、传动轴、钻头重量等各轴向力的合 力。

b.径向滑动轴承 它分为上、下两组，主要作用是承受转 子作行星运动引起的弯曲载荷和钻头转 动时产生的侧向力，上径向轴承对钻井 液起限流作用，它允许马达流出钻井液 的5—10%通过轴承组件，起着冷却和润 滑轴承的作用。

(7)、导向总成 导向钻具有单弯钻具和双弯钻具两种。 导向单弯钻具，是在马达下部设置一带 角度的短节，从而使弯曲点尽可能靠近 钻头，提高造斜率。 导向双弯钻具，是在单弯钻具的基础上 增加一弯接头，以提高造斜性能，根据 其弯曲方向、度数及联接部位可有多种 组合方式。

2、钻具规格及技术参数 (1)钻具表牌说明 (2)技术参数

(1)钻具表牌说明

(2)技术参数

3、螺杆钻具的使用要求 (1)钻井液要求 螺杆钻具为容积式马达，决定钻具性能 的主要因素是马达的输入流量和作用其 两端的压力降，而不是钻井液的类型， 使用各种钻井液均能有效的工作。

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