斯倫貝謝的馬達(dá)手冊(cè)

1、 Anadrill PowerPak Steerable Motor Handbook1.0 介紹1.1 鉆井馬達(dá)的發(fā)展1.2 PowerPak馬達(dá)的設(shè)計(jì)和測(cè)試1.3 應(yīng)用2.0 PowerPak馬達(dá)描述2.1 頂部接頭2.2 動(dòng)力部分2.3 傳動(dòng)部分2.4 軸承部分和驅(qū)動(dòng)軸2.5 彎殼部分和連接扣型3.0 作業(yè)3.1 常用參數(shù)3.2 狗腿嚴(yán)重度限制3.3 工作準(zhǔn)備3.4 馬達(dá)的現(xiàn)場(chǎng)操作3.5 空氣鉆井3.6 短半徑鉆井3.7 打撈馬達(dá)4.0 地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)5.0 操作參數(shù)6.0 司鉆手冊(cè)1。2 PowerPak 的設(shè)計(jì)和測(cè)試 PowerPak 馬達(dá)是根據(jù)DD的要求而設(shè)計(jì)的，特別需要強(qiáng)調(diào)的是，粗

2、糙，樸素，已證明的技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱嗽诠ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)的，可信賴的作業(yè)。 Anadrill 遵循使井底系統(tǒng)接近最小的噪音對(duì)MWD測(cè)量數(shù)據(jù)的干擾，以及確保PowerPak 馬達(dá)不會(huì)限制排量和其它的鉆井作業(yè)的原則。為期18個(gè)月的系統(tǒng)分析和部件測(cè)試計(jì)劃開始于1990年。這項(xiàng)綜合計(jì)劃包括全尺寸的的功率計(jì)和鉆機(jī)操作測(cè)試，利用位于Texas Sugar Land 的Anadrill的先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備。已設(shè)計(jì)一項(xiàng)工程維修計(jì)劃，包括時(shí)間表和部件跟蹤。 從早在1992年的采用開始，PowerPak馬達(dá)已經(jīng)連續(xù)地達(dá)到或接近設(shè)計(jì)目標(biāo)，為了它的可靠性，操作和維修成本，而且，對(duì)于改進(jìn)效率和降低鉆井成本，已經(jīng)建立了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)

3、。PowerPak馬達(dá)特性l PowerPak 導(dǎo)向馬達(dá)設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)組件，以使它們能夠在對(duì)MWD干擾最小的情況下適應(yīng)更廣泛的定向井作業(yè)?？梢酝ㄟ^馬達(dá)部件的選擇，優(yōu)化其在任何一種鉆井條件下的作業(yè)。l PowerPak 馬達(dá)的泥漿潤(rùn)滑軸承特性適合惡劣的鉆井環(huán)境。l 多種多樣的定轉(zhuǎn)子形狀允許PowerPak 馬達(dá)可用于低速高扭和高速低扭這兩種情況。l 地面可調(diào)節(jié)彎殼體（SAB）改進(jìn)了效率，增加了在現(xiàn)場(chǎng)的鉆井控制能力。l 鍛鋼驅(qū)動(dòng)軸提高了馬達(dá)的強(qiáng)度。l 密封的傳動(dòng)組合阻止泥漿損害，從而提高了馬達(dá)壽命。l 軸承部分更緊湊，可以放置接近鉆頭的彎殼體，從而進(jìn)一步提高了定向作業(yè)能力。l 碳化鎢鍍層的徑向軸承和多

4、層軸向軸承組成了一體化的軸承部分。l 為了優(yōu)選旋轉(zhuǎn)鉆井參數(shù)和最小的鉆頭磨損，PowerPak 軸承可以裝置在鉆臺(tái)上可換的套筒式穩(wěn)定器，或者整體的翼式穩(wěn)定器。1。3 應(yīng)用 多種多樣的PowerPak 馬達(dá)使它們成為直井鉆井和定向鉆井的理想馬達(dá)，它們同樣在取心，劃眼，磨銑，底盤鉆井和其它的作業(yè)。直井鉆井 在直井鉆井中，PowerPak 馬達(dá)起到了一種直井鉆井工具的作用，用于提高機(jī)械鉆速和減小由于鉆柱旋轉(zhuǎn)造成的套管磨損。定向鉆井 結(jié)構(gòu)緊密的設(shè)計(jì)和高扭矩的輸出使PowerPak 馬達(dá)對(duì)常規(guī)定向鉆井和導(dǎo)向鉆井而言都是非常理想的，對(duì)常規(guī)定向鉆井，可以使油井軌跡沿著設(shè)計(jì)線鉆進(jìn);對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井而言，油井或泄油

5、孔被導(dǎo)向鉆進(jìn)，隨著地質(zhì)的，流體的，以及構(gòu)造邊界的判斷，非常完美地鉆達(dá)理想油層。 對(duì)常規(guī)定向鉆井而言，在位于傳動(dòng)部分的可調(diào)彎殼體和位于軸承部分的穩(wěn)定器允許PowerPak 馬達(dá)既可以定向鉆井（滑動(dòng)），也可以旋轉(zhuǎn)鉆井。在旋轉(zhuǎn)鉆井方式下，鉆頭和鉆柱同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆柱的轉(zhuǎn)動(dòng)抵消了彎殼體的影響，鉆頭可以鉆出一條與彎殼體之上的鉆柱的軸向平行的直線軌跡。 在滑動(dòng)鉆井方式下，只有鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)使油井軌跡沿著彎殼體的方向鉆進(jìn)，而鉆柱沿著鉆頭的方向向下滑動(dòng)。在這種方式下，馬達(dá)就如同常規(guī)定向鉆井一樣，利用它來造斜或糾方位。 PowerPak 馬達(dá)使用一種鉆具組合來完成整個(gè)井眼的鉆井成為可能，且可以獲得多種井眼尺寸組合和

6、造斜率。 在以上提到的應(yīng)用中，PowerPak 馬達(dá)的可調(diào)彎殼體能夠在鉆臺(tái)快速地組裝，彎殼體的角度在02度和3度的范圍。PowerPak 特別的彎曲馬達(dá)擁有04度的地面調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。 PowerPak 馬達(dá)由以下三部分組成：l 動(dòng)力部分：由定子和轉(zhuǎn)子組成，其將水力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械的旋轉(zhuǎn)能量l 傳動(dòng)部分：將由動(dòng)力部分提供的旋轉(zhuǎn)傳輸給由軸承部分和可調(diào)彎殼體組成的一體化部分。l 軸承部分：在鉆進(jìn)時(shí)，支撐來自徑向的和軸向的負(fù)荷，并通過驅(qū)動(dòng)軸將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳輸給鉆頭。2。0 PowerPak 馬達(dá)描述 2。1 頂部接頭 PowerPak 馬達(dá)的頂部接頭可以是一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭，旁通閥，浮閥或柔性接頭，過去，PowerPa

7、k 馬達(dá)使用旁通閥作為頂部接頭，然而，在大多數(shù)情況下，沒必要使用旁通閥，雖然PowerPak 的旁通閥是可靠的，但是，如果沒有要求，不推薦使用旁通閥，而使用轉(zhuǎn)換接頭。轉(zhuǎn)換接頭 對(duì)PowerPak 馬達(dá)而言，轉(zhuǎn)換接頭是一個(gè)有常規(guī)母扣和與定子相連的非標(biāo)的公扣的接頭，對(duì)大多數(shù)作業(yè)而言，轉(zhuǎn)換接頭被用于作為馬達(dá)的頂部接頭，而旁通閥，浮閥接頭，柔性接頭只有在必須的時(shí)候才使用。旁通閥 旁通閥位于馬達(dá)動(dòng)力部分的頂部，在下鉆時(shí)，旁通閥允許泥漿通過它而使鉆桿灌滿泥漿，起鉆時(shí)，泄出泥漿。PowerPak 馬達(dá)的旁通閥同樣擔(dān)當(dāng)了轉(zhuǎn)換接頭的作用，與定子的母扣相連，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)API扣。 當(dāng)循環(huán)排量較低或沒有循環(huán)時(shí)，彈簧

8、在向上的位置阻止了活塞，保持閥孔打開，可使泥漿進(jìn)出鉆柱。對(duì)馬達(dá)來說，當(dāng)入口處的排量大于最小排量時(shí)，活塞向下移動(dòng)，關(guān)閉閥孔，泥漿直接通過馬達(dá)。當(dāng)循環(huán)停止，活塞釋放，閥孔重新打開。浮閥接頭 PowerPak 馬達(dá)的浮閥接頭與浮閥是一體化的，它同時(shí)充當(dāng)常規(guī)API扣Anadril 扣之間的轉(zhuǎn)換接頭。柔性接頭 對(duì)惡劣的鉆井條件而言，柔性接頭被用來作為PowerPak 馬達(dá)的頂部接頭，同時(shí)起轉(zhuǎn)換接頭的作用，有可能包括浮閥。在下列情況下，柔性接頭接頭被用到：l 頻繁的馬達(dá)失速（制動(dòng)）l “擺動(dòng)”鉆具組合以利于鉆具滑動(dòng)l 倒劃眼l 較高的狗腿嚴(yán)重度（大于12°/100ft）2。2 動(dòng)力部分 動(dòng)力部分

9、將來自泥漿的液力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭。這是Moineau泵原理的相反應(yīng)用。泥漿被泵入馬達(dá)的動(dòng)力部分，形成壓力，壓力導(dǎo)致在定子里的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)軸到達(dá)鉆頭。 PowerPak 馬達(dá)的轉(zhuǎn)子由防腐不銹鋼制成，有一層0.010in(0.254mm)的鍍鉻層，以減小磨損和摩擦。碳化鎢鍍層對(duì)于磨損和腐蝕損害也是有效的，PowerPak 馬達(dá)轉(zhuǎn)子是中孔的，安裝水眼用于更高的排量。 定子是由鋼管和通過澆鑄而掛在其內(nèi)部的橡膠組成的，內(nèi)掛的橡膠特別地設(shè)計(jì)用于抵抗磨損和由于烴基感應(yīng)而老化。 定子和轉(zhuǎn)子具有相同的螺旋狀剖面，但是，轉(zhuǎn)子比定子少一個(gè)螺旋，或瓣。這樣組合形成的動(dòng)力部分，定子和

10、轉(zhuǎn)子在它們的接觸點(diǎn)上，沿著一條直線形成了連續(xù)的密封，這樣產(chǎn)生了數(shù)個(gè)獨(dú)立的空穴。當(dāng)流體（水，泥漿或空氣）受力通過這些漸進(jìn)的空穴時(shí)，引起轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)連續(xù)松脫轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)叫做變異，對(duì)每一次轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)形成的變異，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)/松脫一瓣寬的距離。轉(zhuǎn)子完成了每一瓣的松脫便完成了鉆頭的一周轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)有7：8瓣定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，具有100轉(zhuǎn)/分鐘（rpm）的轉(zhuǎn)速，既，轉(zhuǎn)子具有700次/分鐘的變異。 井底馬達(dá)的動(dòng)力部分是通過它的定子和轉(zhuǎn)子瓣頭的組合而設(shè)計(jì)的，例如，4：5的動(dòng)力部分具有四頭的轉(zhuǎn)子和五頭的定子。一般來說，數(shù)量較高頭數(shù)的馬達(dá)會(huì)輸出較高的扭矩和較低的速度。PowerPak 馬達(dá)有1：2，3：4，4

11、：5，5：6和7：8頭的組合。輸出扭矩也取決于頭數(shù)（一頭既一條完整的定子螺旋曲線）。PowerPak 馬達(dá)具有標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力部分長(zhǎng)度，或加長(zhǎng)的加強(qiáng)動(dòng)力（XP）的動(dòng)力部分。XP動(dòng)力部分具有更多的頭數(shù)，在不降低轉(zhuǎn)速的情況下提供更大的扭矩。轉(zhuǎn)子和定子瓣數(shù)的比例 轉(zhuǎn)子和定子的瓣數(shù)關(guān)系就象一個(gè)軸承箱，對(duì)一個(gè)確定的馬達(dá)，它們的數(shù)量增加，馬達(dá)的輸出扭矩一般會(huì)增加，輸出的速度一般會(huì)降低。圖2-3表示了動(dòng)力部分的速度和扭矩及瓣數(shù)之間的一般關(guān)系。由于功率等于速度乘以扭矩，馬達(dá)內(nèi)更多數(shù)量的瓣數(shù)不會(huì)產(chǎn)生更多的功率。事實(shí)上，由于瓣數(shù)的增加，轉(zhuǎn)子和定子之間密封面積的增加，降低了馬達(dá)的效率。 馬達(dá)的機(jī)械功率按下式計(jì)算： HP

12、= T·rpm / 5252 HP = 馬達(dá)的額定功率（馬力） rpm = 輸出轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘） T = 輸出扭矩（英尺磅）轉(zhuǎn)子和定子的裝配公差 轉(zhuǎn)子的平均直徑（瓣的最低處到最高處）和定子的最小直徑（最高處到最高處）之差被定義為轉(zhuǎn)子和定子的裝配公差。 馬達(dá)經(jīng)常由比定子稍大的轉(zhuǎn)子和定子裝配而成，這樣產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的正的過盈密封，稱之為正配合。根據(jù)井底的情況，轉(zhuǎn)子平均直徑比定子的最小直徑大0.022in（0.5588mm)組裝的馬達(dá)非常有力（產(chǎn)生較大壓降的能力），但是，由于過早的大塊產(chǎn)生，一般情況會(huì)降低馬達(dá)的壽命。 如果預(yù)計(jì)的井底溫度要增加，在馬達(dá)裝配時(shí)，應(yīng)減小正配合的值，以允許定子內(nèi)掛膠的

13、膨脹。一個(gè)過尺寸的定子，在200（ ）以上，一般需要獲得正確的過盈值。如果預(yù)計(jì)的井底循環(huán)溫度在225（ ）以上，則裝配公差一定的是負(fù)配合，在車間裝配時(shí)，轉(zhuǎn)子的平均直徑要等于或小于定子的最小直徑。螺旋節(jié)的長(zhǎng)度 一節(jié)定子的長(zhǎng)度被定義為：在定子里，一瓣沿著自己的螺旋剖面轉(zhuǎn)360°所需要的軸的長(zhǎng)度。然而，一節(jié)轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度并不等于和它一體的定子的長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度短于定子的長(zhǎng)度。下列等式表達(dá)了轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù)和定子級(jí)數(shù)的關(guān)系： 轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù) = （n+1)/n 定子級(jí)數(shù) n = 轉(zhuǎn)子的頭數(shù) 轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù) = 轉(zhuǎn)子的級(jí)數(shù)（轉(zhuǎn)360°） 定子級(jí)數(shù) = 在定子內(nèi)的級(jí)數(shù)（轉(zhuǎn)360 °） 例如，對(duì)于A6

14、75型號(hào)的PowerPak 馬達(dá)，具有4:5頭，4.8級(jí)動(dòng)力部分，動(dòng)力部分和定子分別有4.8級(jí)。然而，轉(zhuǎn)子卻大于4.8級(jí)，其級(jí)數(shù)是： 轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù) = (n+1)/n) 定子級(jí)數(shù)，即 = （4+1）/4）4.8 = 6 因此，對(duì)4:5頭，4.8級(jí)動(dòng)力部分的轉(zhuǎn)子，實(shí)際上一瓣有6級(jí)在轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2-5表示了轉(zhuǎn)子一節(jié)的長(zhǎng)度。動(dòng)力部分的級(jí)數(shù)可以通過簡(jiǎn)單地?cái)?shù)一下轉(zhuǎn)子的級(jí)數(shù)，然后反算過來即可。 級(jí)的長(zhǎng)度取決于螺旋線的傾斜角度，當(dāng)傾斜角度增加時(shí)，螺旋線比較緊，級(jí)的長(zhǎng)度較短，這樣，分到轉(zhuǎn)子徑向上的垂直矢量分力和定子內(nèi)的空穴的容積就會(huì)減小，結(jié)果是輸出扭矩減小，馬達(dá)轉(zhuǎn)速增加。相反，減小螺旋線的傾斜角度，級(jí)的長(zhǎng)度增加，結(jié)果

15、是輸出扭矩增加，馬達(dá)轉(zhuǎn)速減小。 長(zhǎng)級(jí)馬達(dá)一般比短級(jí)馬達(dá)輸出較高的扭矩和較低的轉(zhuǎn)速。就如前面提到的，長(zhǎng)級(jí)馬達(dá)的缺點(diǎn)是：隨著級(jí)數(shù)的增加，沿著轉(zhuǎn)子和定子的接觸面的密封長(zhǎng)度在增加，密封的效率和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速都在降低。最初的長(zhǎng)級(jí)馬達(dá)是為空氣鉆井設(shè)計(jì)的。級(jí)數(shù) 使用多級(jí)馬達(dá)是提高馬達(dá)功率的唯一有效方法。增加XP馬達(dá)動(dòng)力部分的級(jí)數(shù)能夠增加更高的扭矩或者擴(kuò)大在馬達(dá)上的負(fù)荷，并以比較低的壓降運(yùn)轉(zhuǎn)每一級(jí)馬達(dá)。比較低的壓降運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)可以延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。 XP多級(jí)馬達(dá)也被用在極高溫度的井中。在高溫油井中，最初的寬的允許定子膨脹的裝配公差意味著正規(guī)長(zhǎng)度動(dòng)力部分的馬達(dá)在第一次下井時(shí)，由于沒有時(shí)間去膨脹，以至功率太小而不能鉆進(jìn)。一

16、個(gè)XP加長(zhǎng)動(dòng)力部分可以以足夠?qū)挼墓罱M裝轉(zhuǎn)子和定子，直到能產(chǎn)生足夠的功率來鉆井。然而，當(dāng)使用XP馬達(dá)時(shí)，馬達(dá)的總長(zhǎng)和部件的成本會(huì)增加。每級(jí)壓降 每級(jí)馬達(dá)設(shè)計(jì)的最大壓降是瓣的剖面和掛膠硬度的功能的一部分。改變掛膠的硬度不僅影響壓降，同時(shí)影響掛膠彈力和壽命。 失效方式和預(yù)防 動(dòng)力部分內(nèi)的掛膠經(jīng)常是最先失效的的部件。導(dǎo)致掛膠效的原因有：掉塊，脫膠（粘膠失效），和金屬落物損傷。l 掉塊既定子內(nèi)的橡膠明顯地撕裂下來。當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦力超過定子掛膠的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生掉塊。 轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦力的大小受泥漿的潤(rùn)滑，裝配公差，變異速度和壓降的影響。 多種原因?qū)е碌牡魤K造成大多數(shù)馬達(dá)的失效。l 兩種粘膠使

17、用在定子中。一種粘接到鋼管上，另一種粘接到橡膠上，然后兩種粘膠粘接到一塊。脫膠（粘膠失效）取決于任何一種，兩種或三種粘膠失效： 鋼管對(duì)粘接劑 粘接劑對(duì)粘接劑 粘接劑對(duì)合成橡膠由于粘膠失效導(dǎo)致的定子失效，典型的是松弛的大塊橡膠脫落，這些橡膠大塊一般有平滑的背面，這一背面正是定子被澆鑄到鋼管上的這面。 PowerPak 馬達(dá)由于粘膠失效導(dǎo)致的馬達(dá)失效非常少。l 落物損害是由于將落物泵入了馬達(dá)而導(dǎo)致的。定子將沿其螺旋軌跡遭受鋒利的切削，轉(zhuǎn)子也可能沿著同樣的軌跡遭到損害。 脫膠（粘膠）失效的預(yù)防是很困難的，但幸運(yùn)的是很少。采用一些措施可以預(yù)防掉塊和落物損害，最明顯的預(yù)防落物損害的技術(shù)是確保沒有落物進(jìn)入

18、泥漿系統(tǒng)或鉆柱。如果保證泥漿里沒有金屬落物顆?；蛩槠?，肯定不會(huì)損害馬達(dá)。掉塊預(yù)防是一個(gè)綜合技術(shù)，包括轉(zhuǎn)子和定子裝配公差，井底溫度，泥漿選擇，堵漏材料，中孔轉(zhuǎn)子，合理操作，狗腿嚴(yán)重度和定子壽命跟蹤技術(shù)。轉(zhuǎn)子和定子的裝配公差 轉(zhuǎn)子和定子的裝配公差是影響馬達(dá)運(yùn)行和定子橡膠的關(guān)鍵所在。有太緊公差的馬達(dá)（轉(zhuǎn)子比定子要更大一些），運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高壓差，但是，在運(yùn)轉(zhuǎn)僅幾個(gè)循環(huán)以后（大約68小時(shí)）就會(huì)過早的產(chǎn)生掉塊。掉塊有可能沿其螺旋軌跡形成并脫落。 轉(zhuǎn)子和定子的裝配公差如果太松，則輸出功率太小，馬達(dá)將會(huì)在低壓差下失速（制動(dòng)）。馬達(dá)失速既需要轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭必須的扭矩大于馬達(dá)輸出的扭矩。 當(dāng)馬達(dá)失速時(shí)，轉(zhuǎn)子被推到一邊，

19、泥漿穿過與轉(zhuǎn)子相對(duì)的密封面。由于液體流過密封面，定子的螺旋剖面肯定會(huì)變形。這樣，流速非常高的流體穿過變形的螺旋切面的頂部，導(dǎo)致馬達(dá)掉塊。當(dāng)定向鉆進(jìn)（沒有地面轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)，由馬達(dá)失速導(dǎo)致的掉塊沿著定子的內(nèi)壁會(huì)有一個(gè)直線軌跡的掉塊，當(dāng)全面鉆進(jìn)時(shí)，由馬達(dá)失速導(dǎo)致的掉塊可能是螺旋軌跡的掉塊。 對(duì)于掉塊，根據(jù)相關(guān)的井底溫度來選擇近似的裝配公差可以預(yù)防。泥漿溫度 在裝配轉(zhuǎn)子和定子時(shí)，循環(huán)溫度指示了裝配公差值的范圍。預(yù)計(jì)的循環(huán)溫度越高，轉(zhuǎn)子和定子之間要求的壓縮就越小。在馬達(dá)組裝時(shí)，減小裝配公差以補(bǔ)償由于循環(huán)溫度和泥漿特性所造成的定子掛膠在井底的膨脹。作業(yè)時(shí)，如果有較大的裝配公差，定子將有一個(gè)較大的剪切應(yīng)力，

20、結(jié)果導(dǎo)致疲勞破壞，疲勞破壞導(dǎo)致早期的掉塊損害。 為補(bǔ)償由于井下高溫造成的定子掛膠膨脹而使馬達(dá)出現(xiàn)故障是馬達(dá)失效的主要原因。鉆井液 PowerPak 馬達(dá)的設(shè)計(jì)，能有效地用于所有的油基泥漿和水基泥漿，如同用于混油泥漿（oil-emulsion），高粘和高密度的泥漿，空氣，霧和泡沫鉆井液。鉆井液中含有多種添加劑，其中的一些對(duì)定子的橡膠和不銹鋼/鍍鉻轉(zhuǎn)子具有有害的影響。 眾所周知，油基泥漿（OBM）一般情況下會(huì)導(dǎo)致定子膨脹。如果使用了油基泥漿，考慮井底循環(huán)溫度和苯胺點(diǎn)對(duì)馬達(dá)定子的影響是重要的，因?yàn)槎ㄗ邮怯啥‰嫦鹉z制成的。諸如苯胺一類的芳香族材料，能夠膨脹，而且使丁腈橡膠老化。苯胺點(diǎn)是使同等容積的新鮮

21、的蒸餾苯胺和油充分混合的最低溫度。某種油基泥漿的苯胺點(diǎn)與泥漿的循環(huán)溫度相比，越低，對(duì)橡膠部件的損壞就越嚴(yán)重。因此，當(dāng)使用油基泥漿時(shí)，推薦使用低芳香，低毒的泥漿（即苯胺點(diǎn)在200以上的），而且井底溫度和苯胺點(diǎn)應(yīng)該記錄下來。 很多管材防腐劑的環(huán)烷基可造成定子掛膠的過度膨脹。特別是加重泥漿的時(shí)候，泥漿中的物質(zhì)集中作用與掛膠。 泥漿中的氯根可以嚴(yán)重地腐蝕定子的鍍層，在定子表面造成粗糙的磨損，定子的磨損降低了定子和轉(zhuǎn)子的密封性，并造成了馬達(dá)在較低的壓差下失速。 對(duì)于過飽和的OBM和鹽水泥漿，推薦使用碳化鎢涂層轉(zhuǎn)子。壓差：理解馬達(dá)操作曲線 鉆進(jìn)壓力和循環(huán)壓力的差值被定義為壓差。壓差是由馬達(dá)中轉(zhuǎn)子和定子部分

22、產(chǎn)生的，壓差越大，馬達(dá)的輸出扭矩就越高，輸出轉(zhuǎn)速就越低。 用太高的壓差運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)，將會(huì)出現(xiàn)早期的掉塊（在6小時(shí)的循環(huán)時(shí)間內(nèi)），并以類似的方式對(duì)定子產(chǎn)生影響，這樣使得轉(zhuǎn)子和定子過緊的接觸。定子將沿著螺旋軌跡形成掉塊。以馬達(dá)的最大壓差或接近值運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)會(huì)嚴(yán)重地縮短馬達(dá)的壽命。 在第五章的PowerPak 馬達(dá)操作曲線，“操作參數(shù)”，對(duì)優(yōu)選Anadrill馬達(dá)的壓差和排量提供了一個(gè)有用的指南。然而，在任何一條曲線上，并沒有一個(gè)最佳的點(diǎn)，馬達(dá)可以在此點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)PowerPak 馬達(dá)，輸出扭矩直線和馬達(dá)轉(zhuǎn)速曲線的交會(huì)點(diǎn)并不表明是馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)選點(diǎn)。為了提高馬達(dá)的壽命，對(duì)任一種給定的排量，推薦使用不超過其最大

23、的輸出功率的90，排量應(yīng)該保持低于最大排量的90。以任何一種參數(shù)（泵沖，鉆壓，馬達(dá)壓差，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速）的最大值運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)將降低馬達(dá)的壽命，特別是定子的壽命。如果這些操作限制使馬達(dá)的效率達(dá)不到預(yù)期水平，應(yīng)考慮使用馬達(dá)和中孔轉(zhuǎn)子馬達(dá)。堵漏材料（）當(dāng)堵漏材料通過馬達(dá)時(shí)可引起兩個(gè)問題，有可能堵塞在馬達(dá)的內(nèi)部，如果使用了旁通閥，一般會(huì)堵在此，或者在輸出軸的頂部，或徑向軸承的頂部，引起定子的磨損。然而，如果確切遵循下列預(yù)防措施，可以用在PowerPak 馬達(dá)中。·均勻地加入，避免泵入大顆粒的材料·盡可能少地使用硬的，鋒利的材料，如硬果殼，粗云母，碳酸鈣，因?yàn)檫@些材料導(dǎo)致定子的磨損。雖然這些指

24、南有助于最小地減少與有關(guān)的堵塞問題，但不能完全消去可能的馬達(dá)或軸承部分的堵塞。中孔轉(zhuǎn)子PowerPak 馬達(dá)的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)是中孔的，這樣部分流量可以通過水眼，以提高馬達(dá)的能力，并拓寬了馬達(dá)適應(yīng)其它水力或井底情況的靈活性。通過的流量取決于水眼，在動(dòng)力部分產(chǎn)生的壓降和流體的密度。對(duì)大井眼井段鉆井，增加中孔水眼可增加排量，以凈化井眼并攜帶巖屑。在特殊的應(yīng)用中，如開鉆，擴(kuò)眼或大井眼的裸眼井段，增加中孔轉(zhuǎn)子在高排量下可以降低鉆頭的轉(zhuǎn)速。下列簡(jiǎn)單的水力計(jì)算可用來決定中孔轉(zhuǎn)子的尺寸：總的過流面積（水眼尺寸，平方英寸）通過中空水眼的排量（每分鐘加侖）泥漿密度（每加侖磅）預(yù)計(jì)的鉆井壓差摩擦壓力（每平方英寸帕），對(duì)及

25、以上的馬達(dá)摩擦壓力是，對(duì)及以下的馬達(dá)摩擦壓力是。表列出了常用水眼的總的過流面積，表給出了常用泥漿密度在不同的水眼下的排量。表中孔水眼尺寸和總的過流面積水眼尺寸（英寸）總的過流面積（平方英寸）水眼尺寸（英寸）總的過流面積（平方英寸） 當(dāng)提離井底時(shí)，中孔轉(zhuǎn)子馬達(dá)一般是過量泵入的，流過轉(zhuǎn)子的流量主要取決于動(dòng)力部分產(chǎn)生的壓降，當(dāng)提離井底時(shí)，這個(gè)壓降只有100150PSI，然而，計(jì)算水眼時(shí)，要假定動(dòng)力部分的壓降是300500PSI。 當(dāng)提離井底循環(huán)時(shí)，中孔轉(zhuǎn)子馬達(dá)不應(yīng)該用比正常排量（不裝水眼的馬達(dá)）高的排量去工作。狗腿 在狗腿較大的井段轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)有可能損壞馬達(dá)，井眼軌跡會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)彎曲，特別是馬達(dá)帶有彎殼體

26、時(shí)。因?yàn)槎ㄗ油鈿な邱R達(dá)中最弱的部分，彎曲的最厲害，當(dāng)定子外殼彎曲時(shí)，掛膠推動(dòng)轉(zhuǎn)子并彎曲它，這樣引起定子過度的擠壓，然后導(dǎo)致掉塊。2。3 傳動(dòng)部分 傳動(dòng)部分連接在轉(zhuǎn)子的下邊，將由動(dòng)力部分產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和扭矩傳動(dòng)到軸承和驅(qū)動(dòng)軸上。它也能補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動(dòng)并吸收向下的推力。 轉(zhuǎn)動(dòng)是通過傳動(dòng)軸傳輸?shù)模趥鲃?dòng)軸兩端安裝了萬向節(jié)，以吸收轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的偏心運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)萬向節(jié)都用潤(rùn)滑油密封以延長(zhǎng)它們的壽命。 PowerPak 馬達(dá)傳動(dòng)部分還包含Anadrill的地面可調(diào)彎殼體（SAB）， 大多數(shù)馬達(dá)的傳動(dòng)部分允許的地面可調(diào)彎殼體的角度是03°。然而，對(duì)XP馬達(dá)允許的最大彎角是1.83°，是因?yàn)楦吲ぞ?/p>

27、要求需要大直徑的傳動(dòng)軸，使在傳動(dòng)部分的彎曲間隙變小。若設(shè)置大于1.83°的彎殼，將引起XP馬達(dá)的傳動(dòng)部分摩擦地面可調(diào)彎殼體的內(nèi)徑。2。4軸承部分和驅(qū)動(dòng)軸 軸承部分將鉆進(jìn)的下推力和來自傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳輸?shù)姐@頭。軸承部分由軸向和徑向軸承支撐的鍛鋼驅(qū)動(dòng)軸組成。由于井底馬達(dá)的軸承部分是接觸井底惡劣條件的主要部件，PowerPak 馬達(dá)設(shè)計(jì)時(shí)通過考慮下列因素，如泥漿性能，鉆壓，側(cè)向負(fù)荷，轉(zhuǎn)速和流過鉆頭的壓降等，來保證最大的工作效率。 根據(jù)定向的要求，軸承外殼可以安裝現(xiàn)場(chǎng)可換式套筒穩(wěn)定器或整體翼式穩(wěn)定器，多種多樣的穩(wěn)定器可滿足不同需要。 穩(wěn)定器翼片的形狀和表面硬度可根據(jù)要求調(diào)整。表2-3 優(yōu)選

28、穩(wěn)定器馬達(dá)馬達(dá)直徑（in）整體式穩(wěn)定器可換式套筒穩(wěn)定器套筒本體外徑(in)A4755 7/866 1/46 3/86 1/2YesNoNoNoNoYesYes YesYesYes5 3/85 3/85 3/85 3/85 3/8A6758 1/48 3/49 1/29 3/4YesYesNoNoYesYes Yes Yes7 1/27 1/27 1/27 1/2A8009 3/412 1/814 5/816 7/8YesNoNoNoNoYesYes YesNot applicable9 3/89 7/89 5/8A962 &A112512 1/813 3/814 5/815 3/415

29、 7/817 1/417 3/821 7/825 3/427 3/4YesNoNoNoNoNoNoNoNoNoYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes10 5/811 1/211 7/811 7/811 7/811 7/811 7/8141414 軸向軸承由多級(jí)泥漿潤(rùn)滑滾珠組成，當(dāng)鉆井時(shí)支撐鉆壓，循環(huán)時(shí)，欠平衡鉆進(jìn)時(shí)，倒劃眼時(shí)支撐向下的水力推力。 碳化鎢徑向滑動(dòng)軸承安裝在軸向軸承的上下，起到雙重的目的：l 當(dāng)鉆進(jìn)時(shí)抵消加在鉆頭上的側(cè)向力l 限制通過軸承部分的流量，這樣，只有少量的泥漿被用于潤(rùn)滑 軸承（徑向和軸向） 通過軸承的泥漿流量取決于由鉆頭水眼產(chǎn)生的鉆頭壓降和徑向軸承的

30、間隙，為了冷卻軸承，鉆頭壓降應(yīng)在2501500PSI。如果水力要求鉆頭壓降低于250PSI，則，馬達(dá)應(yīng)安裝一個(gè)特別的低鉆頭壓降徑向滑動(dòng)軸承。軸承故障類型和預(yù)防鉆壓（WOB） PDC鉆頭進(jìn)取的性質(zhì)排斥高鉆壓，然而，牙輪鉆頭一般要求高鉆壓，而這加速了軸向軸承的支撐面和滾珠的磨損。 泥漿潤(rùn)滑軸向軸承的支撐面是預(yù)先硬化的，它們的磨損并不呈線狀，一旦磨損量增加了，它們已磨過了硬化面，正是由于這個(gè)原因，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，馬達(dá)雖然只有很小的磨損，但并不意味著軸承有能力繼續(xù)鉆同樣的時(shí)間。 馬達(dá)額定的最大鉆壓（WOB）列在第五章的“操作參數(shù)”中。XP動(dòng)力部分的馬達(dá)不具有比常規(guī)馬達(dá)高的額定最大鉆壓，XP馬達(dá)增加

31、的輸出扭矩不允許以高鉆壓運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)。因?yàn)橐宰畲筱@壓或接近最大鉆壓運(yùn)轉(zhuǎn)PowerPak 馬達(dá)會(huì)縮短軸向軸承的壽命，推薦使用80%的最大鉆壓運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)以延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。鉆頭壓降 鉆頭壓降是一種充當(dāng)推動(dòng)泥漿通過軸向軸承和徑向軸承的力。通過軸承的流量必須具有足夠高的速度以冷卻和潤(rùn)滑軸承，但是，太高的流量將會(huì)沖刷軸承。 由于軸承被設(shè)計(jì)以限制流量，徑向軸承允許高壓降（1500PSI），標(biāo)準(zhǔn)軸承的最小的鉆頭壓降是250PSI，低鉆頭壓降軸承是100PSI。 如果用太小的鉆頭壓降，問題有可能存在，特別是馬達(dá)不帶鉆頭在地面進(jìn)行測(cè)試時(shí)，由于實(shí)際上沒有流體流過軸承，徑向軸承會(huì)很快地過熱。用最小100或250 PSI的鉆

32、頭壓降測(cè)試馬達(dá)，時(shí)間不宜超過1分鐘。Anadrill有一種鉆頭代用品，當(dāng)?shù)孛鏈y(cè)試PowerPak 馬達(dá)時(shí)可以提供需要的鉆頭壓降。泥漿固相含量 軸承部分可以適應(yīng)大多數(shù)泥漿體系，高研磨性的泥漿體系能夠引起整個(gè)軸承部分過度的磨損（徑向軸承和軸向軸承）。高研磨性的泥漿體系包括諸如含砂量超過2%的泥漿體系，和使用赤鐵礦或類似的物質(zhì)作為加重材料的泥漿體系。2。5 殼體和連接扣型 PowerPak 馬達(dá)有幾種不同的扣型，頂部和低部連接扣是標(biāo)準(zhǔn)的API扣，API扣的上扣，卸扣，返工（面和螺紋）和再切割是容易的，大多數(shù)油田設(shè)備商店都有必需的扣規(guī)以滿足這項(xiàng)工作。Anadrill自設(shè)的連接定子的扣和馬達(dá)的某些部件的

33、扣要求特別的小心以避免導(dǎo)致馬達(dá)損壞。轉(zhuǎn)速 以大于80rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)可能損壞定子內(nèi)的橡膠，高的轉(zhuǎn)速增加了由轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)部分產(chǎn)生的離心力，結(jié)果導(dǎo)致了定子，傳動(dòng)部分，徑向軸承，和內(nèi)部連接絲扣的磨損。彎殼體的彎曲角度越大，馬達(dá)越容易受損。另外，由地面轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱提供給鉆頭的功率（內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速）必經(jīng)通過定子傳到馬達(dá)動(dòng)力部分的轉(zhuǎn)子上。表2-4提供了一個(gè)根據(jù)相應(yīng)的彎曲角度選擇最大轉(zhuǎn)速的指南。為了延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命，運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)時(shí)，推薦使用不超過最大轉(zhuǎn)速80%的轉(zhuǎn)速。表2-4 PowerPak 馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速（作為彎殼體彎曲角度的一個(gè)功能）03°彎殼體最大轉(zhuǎn)速03°彎殼體最大轉(zhuǎn)速0.00°

34、0.39°0.78°1.15°1.50°1.83°2.12°2.38°2.60°2.77°2.90°2.97°3.00°2001601206040NRNRNRNRNRNRNRNR0.00°0.26°0.52°0.77°1.00°1.22°1.41°1.59°1.73°1.85°1.93°1.98°2.00°20017014012090604040N

35、RNRNRNRNRNR=不推薦推薦轉(zhuǎn)速=80%最大轉(zhuǎn)速腐蝕 對(duì)于主要的應(yīng)用，馬達(dá)外表和內(nèi)部元件的腐蝕，除了轉(zhuǎn)子以外，是不成為問題的。只有少數(shù)的例外，腐蝕能夠成為問題，特別是在定子母扣的扣根部。由于定子母扣的薄壁設(shè)計(jì)和它在馬達(dá)中的位置，定子的母扣是易損壞的，而這兩種因素都是不太容易改變的。 幾種腐蝕問題存在于飽和鹽水泥漿中，飽和鹽水泥漿的腐蝕明顯地是由于馬達(dá)，鉆鋌的不同金屬材料與導(dǎo)電泥漿之間電蝕作用產(chǎn)生的后果。當(dāng)這種腐蝕成為問題時(shí)，馬達(dá)作為陽極被利用去反應(yīng)。鉆進(jìn)中，當(dāng)有腐蝕情況時(shí)，在馬達(dá)之上使用一個(gè)柔性短接能夠有助于減小在扣根部的應(yīng)力。防松螺紋油 防松螺紋油推薦使用在下列情況· XP馬

36、達(dá)· A475以及更小尺寸的馬達(dá)· 任何一種PowerPak 馬達(dá)在下列惡劣的情況下鉆進(jìn): - 倒劃眼 - 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速大于150rpm - 連接在驅(qū)動(dòng)軸下的任何有別于標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的其它工具(轉(zhuǎn)換接頭,穩(wěn)定器,取心筒等) - 較大的磨損和震動(dòng) 由于防松螺紋油比鉆桿鉛油具有較高的摩擦效力,因此,用防松螺紋油緊扣時(shí),上扣扭矩應(yīng)是正常值的1.25倍才能達(dá)到同樣的臺(tái)肩密封效果。3。0作業(yè) 下列資料提供了一般的操作指南。3。1 馬達(dá)參數(shù) 表3-1和3-2提供了PowerPak 馬達(dá)常用的操作參數(shù)，表中的參數(shù)基于下列假設(shè)：l 排量排量這一欄列出了通過定子的最小和最大排量，通過PowerPak

37、馬達(dá)的總的排量可以由在轉(zhuǎn)子上安裝一個(gè)水眼，使流量通過馬達(dá)的中間而提高，當(dāng)使用了中孔轉(zhuǎn)子時(shí)，總的排量不要超過列在使用水眼排量一欄的極限。l 轉(zhuǎn)速所列出的最小和最大轉(zhuǎn)速是指沒有負(fù)荷的馬達(dá)（也就是指馬達(dá)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速超過了它的排量范圍）。l 井眼尺寸所列出的最小和最大鉆頭/井眼尺寸是最常用的，其它尺寸的鉆頭也可能使用。l 馬達(dá)重量對(duì)一套馬達(dá)而言，所列出的重量是一個(gè)估算值，隨著XP動(dòng)力部分的增加，重量會(huì)增加。l 馬達(dá)長(zhǎng)度PowerPak 馬達(dá)的長(zhǎng)度同樣是隨著動(dòng)力部分而變化的，對(duì)一套馬達(dá)而言，長(zhǎng)度包括頂部接頭/旁通閥。l 最大鉆壓PowerPak 馬達(dá)的最大鉆壓是由軸承部分決定的，動(dòng)力部分的選擇不受最大

38、鉆壓的約束。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)時(shí)，這是可以加在鉆頭上的最大負(fù)荷。l 工作拉力當(dāng)馬達(dá)被卡時(shí)，工作拉力是可以加在鉆頭上的最大負(fù)荷（下壓或上提），且不會(huì)壓碎軸承部分的部件，負(fù)荷要小于工作拉力，一旦解卡，馬達(dá)可以重新運(yùn)轉(zhuǎn)。l 絕對(duì)拉力在被卡馬達(dá)遭到大的損壞之前，絕對(duì)拉力是可加在馬達(dá)上的最大負(fù)荷，但有可能造成落魚。l 鉆頭壓降要保持一定數(shù)量的流量冷卻和潤(rùn)滑軸承，鉆頭必須有最小數(shù)量的壓降。根據(jù)水力計(jì)算選擇鉆頭水眼，以給鉆頭提供最小的鉆頭壓降。使用最大的鉆頭壓降不應(yīng)該超過相應(yīng)的較長(zhǎng)時(shí)間，否則，馬達(dá)的徑向軸承和軸向軸承有可能被沖刷壞。 3。2狗腿嚴(yán)重度限制 狗腿嚴(yán)重度是一個(gè)井眼彎曲程度的測(cè)量計(jì)算值。表3-3列出了最大

39、的狗腿嚴(yán)重度，在此值之下，PowerPak 馬達(dá)（不包括短半徑馬達(dá)）可以安全地以滑動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，和馬達(dá)的最大彎曲角度，在此值之上，馬達(dá)不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，除了用于定向目的。表3-3狗腿嚴(yán)重度限制馬達(dá) 型號(hào)帶有3°彎殼的最大狗腿嚴(yán)重度（°/100）帶1.5°彎殼的鉆頭的最大偏移（in.）帶3°彎殼的鉆頭的最大偏移（in.）可以轉(zhuǎn)動(dòng)的最大彎殼（°）XP馬達(dá)的絕對(duì)最大彎殼（°）A213XPA238MA287MA350MA475MA675MA800MA962MA1125M5062513620191715130.760.971.021.151.522.2

40、12.532.923.081.511.932.032.303.034.425.075.836.151.51.51.51.51.51.51.51.51.51.831.831.831.831.831.831.831.831.83 表3-4總結(jié)了兩種典型的鉆具組合的效果，僅用于現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)：l 穩(wěn)定器鉆具組合預(yù)測(cè)是基于一個(gè)帶穩(wěn)定器的PowerPak 馬達(dá)帶有地面可調(diào)彎殼體，軸承殼體是由位于馬達(dá)頂部的穩(wěn)定器而扶正的，兩個(gè)穩(wěn)定器具有相同的 1/8 英寸直徑的欠尺寸外徑用于最大可到12 1/4英寸的井眼，和1/4英寸直徑的欠尺寸外徑用于17 1/2英寸的井眼。對(duì)大于12 1/4英寸的井眼，穩(wěn)定器可用1/8或1

41、/4英寸的欠尺寸穩(wěn)定器。l 光鉆鋌鉆具組合預(yù)測(cè)是基于一個(gè)不帶穩(wěn)定器的PowerPak 馬達(dá)帶有地面可調(diào)彎殼體，光鉆鋌鉆具組合位于馬達(dá)的上部，沒有穩(wěn)定器。 鉆具組合的特性主要取決于當(dāng)?shù)氐那闆r，特別是井眼的擴(kuò)大情況和地層的硬度。預(yù)測(cè)是對(duì)一種平衡速度，其要求一些已鉆的資料去建立，這一點(diǎn)非常重要。 預(yù)測(cè)值是100%的基于重力工具面為零的滑動(dòng)方式。其還取決于鉆具組合的類型，狗腿嚴(yán)重度主要是由工具面的位置影響的。定向鉆具組合以旋轉(zhuǎn)方式的特性經(jīng)常取決于第二個(gè)穩(wěn)定器的位置和外徑。3。3工作準(zhǔn)備馬達(dá)選擇 馬達(dá)的直徑由井眼的直徑和排量決定，一旦馬達(dá)的直徑?jīng)Q定了，就可以選擇其它參數(shù)了。旁通閥 旁通閥堵塞的可能可以通

42、過在馬達(dá)上安裝一個(gè)浮閥來減小，如果使用了浮閥，而堵塞仍然是一個(gè)潛在的問題，則使用轉(zhuǎn)換接頭代替旁通閥。轉(zhuǎn)子和定子的瓣數(shù)關(guān)系 在確定的排量下，轉(zhuǎn)子和定子的瓣數(shù)關(guān)系決定著鉆頭的轉(zhuǎn)速，缺省的標(biāo)準(zhǔn)是4：5（對(duì)PowerPak A962M馬達(dá)或者是5：6）。其它的瓣數(shù)關(guān)系也可以獲得。 當(dāng)使用油基泥漿時(shí)，4：5的馬達(dá)要比7：8的馬達(dá)更有利于減小掛膠損壞的可能性。中孔轉(zhuǎn)子 如果預(yù)計(jì)使用高排量，則使用中孔轉(zhuǎn)子。彎殼體設(shè)置 彎殼體的角度取決于預(yù)計(jì)將要鉆進(jìn)井段的最大狗腿嚴(yán)重度。使用表3-4決定彎殼體角度時(shí)，請(qǐng)注意，其計(jì)算值是基于理想化的井眼情況和有限的幾種鉆具組合，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)應(yīng)被考慮，即使使用不同的導(dǎo)向馬達(dá)以獲得，

43、由于實(shí)際的數(shù)字為從設(shè)計(jì)軟件得到的預(yù)測(cè)值提供了一個(gè)指南。 彎殼體角度的選擇同樣取決于穩(wěn)定器的直徑，彎殼體的角度要比較合適，以減小可能的穩(wěn)定器懸掛問題。轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱穩(wěn)斜鉆進(jìn)要比連續(xù)的造斜鉆進(jìn)更容易鉆壓傳遞，但有可能導(dǎo)致馬達(dá)軸承或殼體早期損壞。在井斜角較小或軟地層（井徑擴(kuò)大存在）預(yù)計(jì)的造斜率要小。穩(wěn)定器外徑 如果下入光鉆鋌鉆具組合，套筒式軸承殼體必須用護(hù)絲保護(hù)。當(dāng)使用穩(wěn)定器時(shí)，推薦使用1/8或1/4的欠尺寸穩(wěn)定器，造斜率由第二個(gè)穩(wěn)定器的外徑和位置決定。連接扣型 頂部的連接扣型必須檢查，考慮與BHA的兼容性。鉆頭選擇 當(dāng)選擇與PowerPak 馬達(dá)相匹配的鉆頭時(shí)，下列因素應(yīng)被考慮進(jìn)去：l 定向控制l 預(yù)計(jì)

44、的運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間l 鉆井程序l 要求的巖屑結(jié)構(gòu)種類l *泥漿設(shè)計(jì)l 預(yù)計(jì)的機(jī)械鉆速l 估計(jì)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間 籠統(tǒng)地講，在同一個(gè)地層，定向時(shí)選擇牙輪鉆頭，且其硬度級(jí)別要比選擇用于旋轉(zhuǎn)鉆井高一個(gè)級(jí)別。另外應(yīng)考慮鉆頭的保徑，因?yàn)槎ㄏ蜚@井同時(shí)承受徑向和軸向的負(fù)荷，磨損鉆頭的保徑排牙齒。流體的液流通道肯定有一個(gè)總的過流面積，但不會(huì)引起過大的對(duì)PowerPak 馬達(dá)流量限制軸承的回壓。水力計(jì)算 每一種PowerPak 馬達(dá)均被設(shè)計(jì)在一定的排量范圍內(nèi)有效地工作，排量范圍列在表3-1和3-2的一般參數(shù)中，個(gè)別的馬達(dá)列表在第五章的“操作參數(shù)”中。 鉆頭壓降在推薦值的范圍上下變化（和相關(guān)的）有可能導(dǎo)致馬達(dá)效率和壽命的縮短

45、。Anadrill使用一套特殊的水力計(jì)算軟件來校驗(yàn)鉆頭壓降，以使其保持在作業(yè)范圍內(nèi)。250PSI的最小極限保證軸承部分的冷卻，1500PSI的最大極限阻止超前沖蝕。 鉆井系統(tǒng)壓降應(yīng)該計(jì)算，考慮馬達(dá)的失速壓降（大約是作業(yè)壓降的1.75倍），MWD壓降也應(yīng)被考慮進(jìn)去。 總的壓降應(yīng)與鉆機(jī)的能力比較，使用馬達(dá)的失速壓降和設(shè)計(jì)的最高泥漿比重來計(jì)算。 泥漿比重和塑性粘度影響系統(tǒng)的總壓降，如果需要泵送的PowerPak 馬達(dá)的推薦排量的壓降大于泵的泵送能力，那么，降低通過工具和鉆頭的壓降或排量可能是必須的。降低壓降可通過減少鉆鋌的數(shù)量或其它影響鉆壓的鉆具，也可以通過改變鉆頭水眼或泥漿性能來達(dá)到。 Anadr

46、ill 提供軟件以計(jì)算最優(yōu)的水力參數(shù)。測(cè)斜考慮 Anadrill使用標(biāo)準(zhǔn)的方法來計(jì)算要求的馬達(dá)上部的非磁材料的長(zhǎng)度。3。4運(yùn)轉(zhuǎn)PowerPak 馬達(dá) 當(dāng)馬達(dá)上下鉆臺(tái)和組合鉆具緊扣時(shí)，應(yīng)使用提升短節(jié)。只要馬達(dá)被提升，DD就應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)。 如果使用穩(wěn)定器，當(dāng)馬達(dá)在井口吊起時(shí)，可以將可換套筒穩(wěn)定器擰到馬達(dá)上。擰上以后，根據(jù)馬達(dá)的外徑尺寸，按照表3-5提供的上扣扭矩緊扣。表3-5 穩(wěn)定器套筒上扣扭矩馬達(dá)型號(hào)上扣扭矩A475A675A800A962A11254,000ft-lbf(5,400N-m) 10,000ft-lbf(13,600N-m)23,000ft-lbf(31,200N-m) 37,000f

47、t-lbf(50,200N-m)37,000ft-lbf(50,200N-m)注意：如果使用防松螺紋油，上扣扭矩要增加25%。地面檢查 所有的PowerPak 馬達(dá)在下鉆之前都要進(jìn)行系統(tǒng)的地面檢查，地面檢查包括目測(cè)，試運(yùn)轉(zhuǎn)和彎殼體調(diào)節(jié)。程序如下：目測(cè)1. 記錄馬達(dá)的系列號(hào)，對(duì)任何可能的PowerPak 馬達(dá)的運(yùn)輸損壞都要檢查。2. 在所有的工具連接在馬達(dá)之上以前，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。安全卡瓦卡在頂部接頭之下。如果試運(yùn)轉(zhuǎn)包括MWD系統(tǒng)，而且馬達(dá)安裝了泥漿潤(rùn)滑軸承，則在馬達(dá)的底部安裝一個(gè)Anadrill的鉆頭替代品，提供要求的鉆頭壓降以阻止軸承干轉(zhuǎn)。3. 安裝鉆頭以前，通過測(cè)量軸承部分的底部和鉆頭接頭的頂

48、部之間的距離來檢查軸承間隙和馬達(dá)的軸向間隙。測(cè)量這個(gè)距離兩次，首先，用吊卡把馬達(dá)提起，第二次，再用馬達(dá)的全部重量把馬達(dá)壓在轉(zhuǎn)盤上，這兩次測(cè)量值之差就是軸向軸承的間隙值。記錄下這兩次的測(cè)量值，并與隨馬達(dá)提供的手冊(cè)中的數(shù)值相比較。馬達(dá)從井里起出后，重復(fù)這種測(cè)量檢查，以確定在運(yùn)轉(zhuǎn)中造成的軸承磨損值。表3-6列出了馬達(dá)允許的最大間隙值（運(yùn)轉(zhuǎn)前和運(yùn)轉(zhuǎn)后）。表3-6 允許最大的軸向軸承間隙馬達(dá)型號(hào)間隙值A(chǔ)213A238A287A350A475A675A800A962A11250.12 in (3mm)0.12 in (3mm)0.16 in (4mm)0.16 in (4mm)0.20 in (5mm)0

49、.24 in (6mm)0.24 in (6mm)0.32 in (8mm)0.32 in (8mm)試運(yùn)轉(zhuǎn)1. 用提升短節(jié)提起PowerPak 馬達(dá)，將它座在卡瓦上，在頂部接頭的下邊打上安全卡瓦。2. 如果有必要，在馬達(dá)和方鉆桿或頂部驅(qū)動(dòng)之間接一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭，拿去安全卡瓦，把馬達(dá)從卡瓦中提起。3. 打開防噴器（BOP），把馬達(dá)放入轉(zhuǎn)盤面下，如果使用了旁通閥，要保證旁通閥的閥孔位于BOP的鐘形導(dǎo)向短節(jié)之下，但還能看到。用大鉗給馬達(dá)和方鉆桿緊扣。4. 現(xiàn)在開泵，慢慢地提高排量，如果使用泥漿，它會(huì)從旁通閥的閥孔噴出，直到排量足夠大，能壓下活塞關(guān)閉閥孔。閥孔關(guān)閉以后，不停泵，上提馬達(dá)，直到看到驅(qū)動(dòng)軸。

50、若安裝了鉆頭，記錄下當(dāng)旁通閥關(guān)閉時(shí)的排量。5. 檢查軸承殼體和驅(qū)動(dòng)軸底部的區(qū)域，以確認(rèn)泥漿流過了徑向軸承，這種排泄設(shè)計(jì)是用來潤(rùn)滑和冷卻軸承部件的，其流量應(yīng)是總流量的4%到10%。取決于泥漿的性能和馬達(dá)測(cè)試是否在把鉆頭連接到馬達(dá)之前進(jìn)行，泥漿的流量有可能是無效的或不存在的， 結(jié)果，沒有回壓穿過馬達(dá)。如果是這一種情況，馬達(dá)的測(cè)試時(shí)間應(yīng)盡可能地短，以避免損壞軸承。如果沒有使用用于提供鉆頭壓降的鉆頭或模型鉆頭，測(cè)試時(shí)間不應(yīng)連續(xù)超過1分鐘。6. 不停泵將馬達(dá)放入轉(zhuǎn)盤下（如果馬達(dá)在轉(zhuǎn)盤之上停泵，旁通閥會(huì)打開，泥漿會(huì)噴到鉆臺(tái)上）。7. 旁通閥位于轉(zhuǎn)盤面以下后，停泵。如果旁通閥沒打開，從立管上放掉泥漿。8.

51、如果試運(yùn)轉(zhuǎn)在安裝穩(wěn)定器套筒或鉆頭之前進(jìn)行，應(yīng)按照表3-5提供的正確的扭矩來緊扣。鉆頭安裝到驅(qū)動(dòng)軸的母扣上，根據(jù)上扣扭矩，用大鉗上緊。彎殼體調(diào)節(jié) Anadrill推薦用吊卡將馬達(dá)提起進(jìn)行彎殼體調(diào)節(jié)。如果使用卡瓦，卡瓦應(yīng)座在彎殼上，司鉆應(yīng)該松扣，直到調(diào)節(jié)環(huán)能容易轉(zhuǎn)動(dòng)。 彎殼體角度設(shè)置程序如下（圖3-2）：1. 把卸扣大鉗打子定子的轉(zhuǎn)換接頭處，上扣大鉗打在彎殼體上，然后卸扣。2. 旋轉(zhuǎn)兩周卸開扣，在調(diào)節(jié)環(huán)上部出現(xiàn)縫隙，它允許提起套筒并轉(zhuǎn)動(dòng)它到需要的位置上。3. 提起調(diào)節(jié)環(huán)，松開定位牙齒。4. 把卸扣大鉗打在彎殼體上。這時(shí)，保持調(diào)節(jié)環(huán)位于上邊的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)它，直到上下刻度正好對(duì)成一條線（也就是要求的刻度

52、標(biāo)記正對(duì)準(zhǔn)另一邊），然后，放下調(diào)節(jié)環(huán)，使它能逐漸地停留在(rest on)定位牙齒的上部，再開始慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，直到調(diào)節(jié)環(huán)落到要求的位置。正常情況，調(diào)節(jié)環(huán)應(yīng)使用鏈鉗轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)大直徑的馬達(dá)如果必要可以使用大鉗?？叹€上的刻度就是要求的角度。工具面或用劃線器劃的線與MWD短節(jié)上的刻線通過了剛調(diào)節(jié)完的兩條刻線的中間。5. 現(xiàn)在將大鉗反打上，按正確的扭矩將接頭緊扣。一旦接頭按表3-7提供的扭矩被緊好扣，檢查設(shè)置，以確認(rèn)在緊扣時(shí)它沒有錯(cuò)過一條刻線。表3-7調(diào)節(jié)彎殼體時(shí)的上扣扭矩馬達(dá)型號(hào)上扣扭矩A213A238A287A350A475A675A800A962A1125650 ft-lbf (875 N-m)890

53、 ft-lbf (1200 N-m)1650 ft-lbf (2250 N-m)3500 ft-lbf (4750 N-m)10000 ft-lbf (13600 N-m)25000 ft-lbf (33900 N-m)35000 ft-lbf (47500 N-m)60000 ft-lbf (81300 N-m)85000 ft-lbf (115000 N-m)下鉆 當(dāng)下大角度的彎殼體馬達(dá)時(shí)，要格外小心，特別是當(dāng)通過封井器，井口設(shè)備，隔水管，水泥環(huán)，套管封隔器，和尾管懸掛器等時(shí)。 當(dāng)把PowerPak 馬達(dá)下到深井，高溫油井或泥漿中含有水泥塊或鐵屑（如，磨銑開窗之后）的泥漿時(shí)，下鉆應(yīng)停止一會(huì)，給鉆桿灌泥漿，然后循環(huán)幾分鐘。鉆進(jìn)l 下鉆到底以后，馬達(dá)應(yīng)離井底幾米，開泵循環(huán)直到排量達(dá)到設(shè)計(jì)值。應(yīng)該避免使用超出表3-1和3-2列出的轉(zhuǎn)速和排量要求，因?yàn)樗锌赡茉黾玉R達(dá)部件的磨損。l 提離井底的立管壓力和泵沖數(shù)應(yīng)記錄。當(dāng)下放鉆具時(shí)，立管壓力的增加表明已在鉆進(jìn)，同樣地，由轉(zhuǎn)子和定子產(chǎn)生的壓差也表明了鉆頭扭矩