螺杆钻具的正确使用

1、 螺杆钻具是以泥浆为动力的一种井下动力钻具。泥浆泵泵出的泥浆液流经旁通阀进入马达，在马达进出口处形成一定压差推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。螺杆钻具的性能主要取决于螺杆马达的性能参数。 螺杆钻具由旁通阀、马达、万向轴和传动轴四大总成组成 它有旁通和关闭两个位置，在起下钻作业过程中处于旁通位置，使钻柱中泥浆循环绕过不工作马达进入环空，这样起下钻时泥浆不溢 于井台上。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，所产生的压力不足以克服弹簧力和静摩擦力时，弹簧把阀芯顶起，旁通阀孔又处于开启位

2、置。 它由定子和转子组成。定子是在钢管内壁上压注橡胶衬套而成。橡胶内孔是具有一定几何参数的螺旋。转子是一根有镀铬硬层的螺杆。 转子与定子相互啮合，是用两者的导程差而形成的螺旋密封线，同时形成密封腔。随着转子在定子中的转动，密封腔沿着轴向移动，不断的生成与消失，完成其能量转换，这就是螺杆马达的基本工作原理。 马达转子的螺旋线有单头和多头之分(定子的螺旋线头数比转子多1)。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。图3是几种典型马达配合的截面轮廓.5LZ165-7Y定子 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。万向轴大

3、多采用瓣形，也有采用挠轴形式的。瓣形万向轴挠轴形式球形万向轴损坏件球形万向轴损组件 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。(1) 钻头水眼压降为7.0Mpa，采用硬质合金径向轴承和中间有一组推力轴承的传动轴总成；(2)钻头水眼压降为140Mpa，采用硬质合金径向轴承和金刚石复合片(PDC)的平面止推轴承,其寿命更长,承载能力更高.合金径向轴承 螺杆钻具除旁通阀外，其它部分的壳体联接部位均涂上螺纹粘结剂，并按API标准紧扣扭矩上紧，使用时不需再次上紧，如拆检，应在专门拆装架上，用喷灯加热到300C进行拆卸.l井眼条件，井眼孔径，井眼轨迹l钻头的类型、尺寸、

4、规格l钻具及其组合l地层结构l水力参数 (1)用提升短节将钻具提起座入转盘卡瓦内，使旁通阀位于转盘之上，以便于观察，装上安全卡瓦，卸去提升短节。 (2)检查旁通阀，用木棒向下压旁通阀阀芯，至下死点，从上部注满水，此时旁通阀应不漏，水面无明显下降，然后松开阀芯，阀芯应能复位，即认为旁通阀正常。 (3)接上方钻杆，卸去安全卡瓦，提出卡瓦，下放钻具使旁通阀阀口处于转盘下易于观察的位置，启动泥浆泵，当排量的大小不足使旁通阀关闭时，应有钻井液从旁通孔流出，加大排量直到旁通阀关闭、马达起动为止，不停泵上提钻具至能观察到驱动接头为止，观察钻具是否运转，然后下放钻具后停泵，观察旁通阀是否再次打开。 (4)地面

5、检查结束后，用吊钳卡住驱动接头，用钻头盒将钻头和钻具接上，卸下方钻杆，按设计的钻具组合把各联接件上紧，要防止粘扣、错扣，应保证传动轴驱动接头相对于上面的壳体反时针转动，以防止钻具内部的零件松扣或脱扣。 使用定向弯接头时，定向弯接头带的定位键必须和工具面对正，如果在钻头和传动轴之间加转换接头，建议其长度不超过250mm长，否则将影响轴承寿命及造斜效果，甚至损坏传动轴。 (1)下放钻具及其组合，应小心的控制下放速度，防止过快时马达倒转，使内部联接丝扣脱扣，同时防止撞到沙桥、井壁台阶和套管鞋上，使钻具损坏。下钻遇阻，应开泵循环，慢慢划眼通过，若带有弯接头或弯壳体的钻具遇阻时，应周期地转动钻具组合，慢

6、慢通过，以防划出新井眼。 (2)对于深井或进入高温井段，下放钻具建议周期性地进行中途循环，防止由于高温而堵塞或损坏定子内衬橡胶。 (3)在井内，钻井液若不能迅速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减慢下钻速度或不时停下来充灌钻井液。 注意:下钻时,切不可顿钻或将钻具直接座入井底. (1)钻具达到预先计划的井深时，可以开泵循环，这时，由于钻头侧向力的影向，压力表数值可能超过计算值。 (2)定向钻进前，应充分地冲洗井底，清除井底岩屑、沉淀或堵积物，消除循环不彻底对定向的影响，最好用正常的钻井液循环清理，清理时，可慢慢转动钻具或把钻具整周分级(每次3045度)依次把堆积在井底的物体清理干净，清理完毕后，上提

7、钻具0306米进行循环，校对压力值。 (1)钻具悬离井底进行空循环时，立管压力表所显示的是整个系统的空载循环泵压，即离井底泵压。螺杆钻具为容积式马达，马达的输出扭矩与两端的压力降成正比，因此，在整个系统结构没有改变的情况下，马达输出扭矩也与系统压力的变化成正比，钻进时，随钻压的升高，工作扭矩的加大，马达两端的压力降也成正比例增加，压力表读数减去空载循环泵压就是钻具的压力降，即压力增值。钻具压力降是用钻机给进系统控制钻压进行调节的，打钻时，把表压增值控制在所选钻具的推荐范围内就会产生最佳效能。 (2)开始钻进时应缓慢加钻压，待正常钻进时，司钻可用下列公式控制操作： 打钻泵压=离井底泵压+钻具负载

8、压降 离井底泵压随钻具组合、井深、钻井液性能的变化而变化 (3)开始钻进的一段时间内，钻进速度不要太快，因为此时钻具和钻头都很紧，易产生钻头泥包。 (4)施加钻压不要太猛，均匀送钻能保证斜井段的曲线光滑和定向精度，判断钻具工作情况的主要依据是泵压，对于使用时间较长的马达，还要以进尺率为依据。 钻具每用完一井次，都要进行井口保养，若轴承间隙超过允许值，应回收管子公司进行维修。一般的现场保养主要有以下几步： 1卸下旁通阀以上各件，用清水冲洗旁通阀，上、下活动阀芯，使其活动无阻，清洗完毕，拧上提升短节。 2将钻头放入钻头盒内，用大钳夹紧钻具，反时针旋转钻头，使钻具中剩余钻井液流出，然后卸去钻头。 3

9、从传动轴驱动接头孔中冲洗钻具，然后平放钻具，维护保养后待用，若钻具长时间搁置不用，建议向钻具内注入少量的矿物油以防止锈蚀，但不允许加柴油。钻具在管子公司的维修保养主要有以下几方面： 1钻具拆卸：钻具回收后一般不超过三天，应予拆检维修，拆检前，应首先了解钻具的结构，按顺序和要求拆卸，钻具壳体及内部各主要联接部位均涂有螺纹粘结剂，卸扣时，应将螺纹部位用喷灯加热后拆卸并清洗丝扣。拆卸定子两端螺纹时，注意保护定子橡胶，以防受热老化。 2钻具维修保养： (1)旁通阀部件的维修保养 清洗和检查旁通阀的各个零件，对于出现沟槽、镀层剥落或有锈蚀的零件、滤套、0型密封圈必须更换，清洗干净后涂黄油组装，组装后，活

10、动阀芯数次，不得有卡阻现象。2钻具维修保养：(2)马达部件及万向轴的维修保养 拆出转子及万向轴部件，清洗定子内腔，目检定子橡胶，不得有明显的裂纹、掉块、严重磨损、冲蚀等影响连续密封的缺陷，定子两端螺纹应无锈蚀、碰伤、厌氧胶残留物，定子内径检查，采用转、定子选配并进行总成试验。 检查转子表面，应光滑无冲蚀、锈蚀、镀层剥落、沟槽及严重磨损，否则应更换转子。 检查万向轴，若为挠轴式，应无裂痕、弯曲；若为花瓣万向节式，球支承座及支承球不得变形及过度磨损，支承球磨损量不超过015mm，瓣缝间隙不超过规定值，否则，应更换花瓣万向节。 清洗、检查完毕，转子装入定子后，将马达吊起直立，灌清水进行漏失量试验，对

11、于外径大于165mm的钻具，漏失量应小于16Lmin；外径小于165mm的钻具，漏失量应小于8Lmin，且转动转子时无卡阻现象，否则，应更换转子或定子。试验完毕，将转子拉出，擦净积水，转子表面涂上黄油后装入定子。 (3)传动轴部件的维修保养 推力轴承间隙不得超过规定值，轴承滑道应光滑，无裂纹、点痕、过度磨损等缺陷，滑道磨损量小于lmm，钢球表面磨损量不大于02mm，且无点蚀、椭圆等缺陷，否则，应更换推力轴承。 严禁新旧钢球混用或使用未经筛选的钢球组。 检查上、下径向轴承套，若有裂纹、焊层剥落、硬质合金块脱落或严重磨损，配合间隙达lmm以上，应更换新的径向轴承。 传动轴轴体不得有裂纹、锈蚀、冲蚀

12、严重、局部过度磨损等影响强度的缺陷存在，局部沟槽磨损量不大于最薄弱部位管体壁厚的10，否则应予报废。 传动轴各部件按顺序装配并调整好部位间隙值，装配完毕，传动轴应转动灵活，推拉方法测量轴向间隙，轴向间隙应保持在2mm以内。 3；钻具台架测试 对于有条件的单位，应进行台架测试，可按修理量的10抽检：整机应运转平稳，无剧烈抖动现象；旁通阀关闭灵活，关闭后无漏失现象；在额定流量下，马达压降达到推荐值时，输出扭矩应达到额定输出扭矩的70；试验完毕须将钻具内积水排空，并注机油。对于新钻具可按石油行业有关标准执行。 从现场观察钻井液的压力变化和进尺情况，可发现和分析判断钻进过程中的许多问题，根据正确的分析，采用相应的措施来解决，将可节省起下钻的时间和费用. 马达失速:把钻具上升03-06m，核对循环压力，逐步加钻压，压力表随之逐步升高，均正常，可确认是失速。 马达传动轴卡死，钻头水眼被堵 :把钻头提离井底，压力表读数仍很高，只能提出钻具检查或更换钻头。 钻头水眼被堵 :把钻头提离井底，再检查压力，如果压力仍然高于正常循环压力，可以试着改善循环流量或上下移动钻杆，如无效只得取出修理、更换。 钻探磨损 :继续工作，细心观察，如仍无进尺，只能取出更换。 地层变