工作原理

       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)出口形成一定的壓力差，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)。

       組成部分

       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)正常有效地工作，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)重時則完全停止轉(zhuǎn)動，馬達(dá)損壞。（馬達(dá)的一個導(dǎo)程為一級） 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)孔是具有一定幾何參數(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，扭矩越小；頭數(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。因此，傳動軸需要高的硬度、耐磨性和使用壽命。這個時候，淬火熱處理可以大大提高傳動軸的使用壽命。