螺桿的發(fā)展情況

1、螺桿的發(fā)展情況世界螺桿鉆具研發(fā)新進展井下動力鉆具主要有電動鉆具、渦輪鉆具、葉片鉆具和螺桿鉆具。螺桿鉆具也稱為容積式馬達（PDM），具有低速大扭矩的特征，整體長度約為4m8m，是目前最廣泛使用的一種井下動力鉆具。主要由旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成、傳動軸總成和導向總成組成（圖1）。其核心部件馬達總成主要是由偏心螺旋體的螺桿（轉子）和呈螺旋面的襯套（定子）組成。  螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆具。當泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進入馬達，在馬達的進出口形成一定的壓力差，推動轉子繞定子的軸線旋轉，并將轉速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭

2、，從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)。 螺桿鉆具作為井底動力裝置，具有低轉速、大扭矩、大排量等優(yōu)點。增加了鉆頭扭矩和功率，提高了進尺率；減少了鉆桿和套管的磨損和損壞；可準確進行定向、造斜、糾偏；廣泛應用于直井、水平井、叢式井和修井作業(yè)。 螺桿鉆具研發(fā)進程 美國在20世紀50年代中期開始研制螺桿鉆具，1962年用于生產(chǎn)，有迪納鉆具（Dyna Drill）公司，納維鉆具（Navi Drill）公司和波斯鉆具等。目前，螺桿鉆具的發(fā)展主要以美、英、法、蘇聯(lián)等國為代表。 國內(nèi)螺桿鉆具的研制起步較晚，從20世紀80 年代中后期形成一定規(guī)模到目前常規(guī)螺桿鉆具已規(guī)格化、系列化，各主要生產(chǎn)

3、廠家中大港、北京、德州等廠家產(chǎn)品已覆蓋國內(nèi)絕大部分市場。在工作壽命、易損件耐磨性、特種螺桿的設計制造等方面與國外有一定的差距。國內(nèi)馬達數(shù)一般為4級，不能完全滿足水平井等一些特殊工藝的需要，短半徑水平井鉆井作業(yè)的鉆具在國內(nèi)尚屬空白，作為短半徑水平井的鉸接馬達，國內(nèi)也只處于研究階段。 螺桿鉆具生產(chǎn)廠商及產(chǎn)品性能 目前國外螺桿鉆具的生產(chǎn)廠家主要集中在美國和加拿大。西方國家從事螺桿鉆具制造的公司主要有：Baker Hughse 公司、Telco（美國）、DERCO（加拿大）、ANADRILL（美國），National Oilwell Inc （美國）、Nryrfor-Weir Lt

4、d （法英夸國聯(lián)營）、Simth公司以及DANA-DRILL公司、DRILL MOTOR SERVICES 公司。另外還有許多研究機構像蘇聯(lián)VNIIBT、彼爾姆分院、法國石油研究院（IFP）。 國外螺桿鉆具壽命一般都在200h300h以上，主要以美國的產(chǎn)品為代表，著名的品牌有Dyna-Drill、Navi-Drill、Power Park、Speey-sun、型鉆具。Anadrill公司的螺桿鉆具自1991年問世以來，采用了先進技術，是當今最好的馬達，螺桿鉆具的外徑從73mm287.5mm可選。 目前國內(nèi)生產(chǎn)螺桿鉆具的廠家有十多個，主要有大港油田中成公司、北京石油機械廠、德

5、州石油機械廠、貴州高峰機械廠、天津立林石油機械有限公司及山東濰坊等，研究機構有中國石油大學（華東）、中國科學技術研究院、北京石油勘探開發(fā)研究院、西南石油大學等。 國內(nèi)螺桿鉆具壽命一般都在100h200h之間，也已形成規(guī)格化、系列化。螺桿鉆具從60mm244mm各種規(guī)格，配有可調(diào)彎殼體（AKO）、可換扶正器，基本能夠滿足國內(nèi)各種鉆井、修井作業(yè)。 國外螺桿鉆具研發(fā)進展 隨著螺桿鉆具研發(fā)技術水平的提高，加之新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，螺桿鉆具的泵體技術發(fā)展較快，出現(xiàn)了以下幾類能夠解決專項問題、滿足不同需要的螺桿鉆具。 長壽命螺桿鉆具 Dyna-Drill 公司成

6、功研制出硬對硬的PDC止推軸承用于F2000型螺桿鉆具，使傳動軸總成的壽命得到很大的提高，使用壽命可達200300h。國內(nèi)由于馬達壽命和傳動軸壽命短，造成螺桿鉆具壽命在100200h。 低速大扭矩螺桿鉆具 這種螺桿鉆具的低速大扭矩特性將很好地配合牙輪鉆頭和PDC鉆頭的改進、能夠有效地延長鉆頭的使用壽命和增加機械鉆速。可通過多種結構來實現(xiàn)，其中典型的結構有3種：加長馬達，也稱多級馬達。就是把動力段加長，使馬達的輸出扭矩增加。貝克?休斯公司生產(chǎn)的XL系列加長馬達在許多國家和地區(qū)得到應用。串聯(lián)多級馬達（DPS-PDM）。串聯(lián)馬達的動力段總成增加了一節(jié)動力段，中間用一鈦撓性軸相連，使馬達輸出

7、的扭矩和功率增加。多頭螺桿，加拿大的DRECO公司TRGDRILL型螺桿鉆具由單頭螺桿與行星齒輪減速器和支撐節(jié)組成，在保持高的馬達效率的同時，實現(xiàn)低速大扭矩。 中空轉子馬達 大斜度井和水平井需要大排量洗井以利于清砂，實心轉子馬達額定排量小，中空轉子的額定排量可以提高20%以上。北京石油勘探開發(fā)研究院研制出一種帶穩(wěn)流閥的中空螺桿，這一特別設計的穩(wěn)流閥改善了普通中空螺桿鉆具過載時嚴重丟轉的問題，提高了鉆具的抗過載能力和水功率利用率。 等壁厚螺桿鉆具 橡膠襯套厚薄不均，螺桿鉆具定子在工作時，容易導致定子過早失效，從而縮短了螺桿鉆具的使用壽命，通過合理改變定子殼體的形狀，使定子橡膠

8、層薄且均勻，以克服常規(guī)螺桿鉆具定子技術的不足，能有效地改善螺桿鉆具的工作環(huán)境，提高其使用壽命。與常規(guī)螺桿鉆具相比，等壁厚螺桿鉆具的泵體短、扭矩小、易于洗井。該型鉆具具有以下優(yōu)點：散熱效率提高、橡膠溶脹、熱脹均勻、適應范圍更廣、結構更加優(yōu)化、整體質(zhì)量更輕。 導向鉆井系統(tǒng)用螺桿鉆具 導向鉆井系統(tǒng)所用井下馬達主要有帶襯墊的彎外殼螺桿鉆具、雙傾萬向螺桿（DTU）等，這些馬達與隨鉆測量系統(tǒng)（MWD）、聚晶金剛石鉆頭配合在一起，進行長時間地鉆井并實時收集井下情況，保證井眼沿設計軌道鉆到目的層。Anadrill公司研制的地面可調(diào)彎殼體螺桿鉆具壽命長達1000h。 開環(huán)/閉環(huán)系統(tǒng)中用定向螺

9、桿鉆具 國外出現(xiàn)了井下可調(diào)螺桿鉆具，井下調(diào)螺桿鉆具的應用分兩種類型，一是地面遙控可調(diào)角度型，另一種是井下自動調(diào)整系統(tǒng)。貝克休斯公司成功開發(fā)的AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng)采用在井下馬達上安裝導向肋與近鉆頭MWD相配合實現(xiàn)導向功能，與可調(diào)彎殼體配套出現(xiàn)了可換扶正器的螺桿鉆具，使扶正器的形狀、尺寸可以根據(jù)鉆井需要在井口改變，目前還出現(xiàn)了在井下可調(diào)尺寸的扶正器。 直井鉆進用螺桿鉆具 貝克休斯INTEQ公司開發(fā)的VeriTrak直井鉆井裝置成功的將直井用高能螺桿鉆具與垂直傾角精確到0.1°的近鉆頭MWD組合在一起，已在地中海地區(qū)、意大利、南美洲和墨西哥深水區(qū)等世界許多地區(qū)得到應用

10、。PDC鉆頭與直螺桿鉆井技術在我國也得到推廣應用，這種專門用于直井鉆進的螺桿鉆具在提高鉆進速度的同時能夠很好的糾斜和避免井下事故的發(fā)生。 取芯用螺桿鉆具 螺桿鉆具專門用于地質(zhì)勘探鉆井的取芯作業(yè)。德國已研制出螺桿鉆具取芯系統(tǒng)（KIBM），我國也很早就研制出取芯專用螺桿鉆具。近期，大港油田中成公司生產(chǎn)的螺桿鉆具在中國大陸科鉆1井中應用于“繩索取芯+螺桿馬達+液動錘三合一”取芯技術中，取得了良好的效果。 空氣螺桿鉆具 空氣螺桿鉆具是專為空氣鉆井設計的一種馬達。國外主要是貝克休斯公司有能力生產(chǎn)空氣螺桿鉆具。國內(nèi)中國石油勘探開發(fā)研究院鉆井所、北京石油機械廠2002年共同研制了K7LZ

11、120×7.0空氣螺桿鉆具樣機。當年7月在河北遂州成功進行了空氣螺桿鉆具的模擬鉆井試驗，結果表明試驗樣機完全符合設計要求，同時克服了“飛車”、“難啟動”等技術難點。 國內(nèi)螺桿鉆具研發(fā)建議 我國對螺桿鉆具的研制起步較晚，螺桿鉆具應用仍處于初級階段。近年來，通過國外技術的引進，許多油田和廠家正致力于螺桿鉆具的研究并開始現(xiàn)場應用和試驗。為滿足大規(guī)模工業(yè)應用的需要，建議后期研究課題主要是圍繞探索新型螺桿鉆具、優(yōu)選螺桿鉆具結構參數(shù)、合理選擇襯套與轉子配合過盈量、智能化控制、長壽命高效平穩(wěn)運行、滿足特殊井需要、擴大應用領域等方面開展技術攻關。經(jīng)過大量的文獻調(diào)研，螺桿鉆具的研究

12、工作主要可從以下幾個方面來進行： 螺桿鉆具結構參數(shù)優(yōu)化 主要研究螺桿鉆具定子在不同壓力、轉速、流量等條件下的受力狀態(tài)和變形規(guī)律，以及材料對變形規(guī)律、使用壽命的影響；螺桿鉆具轉子在不同壓力、轉速、流量等條件下的受力狀態(tài)和變形規(guī)律，以及材料對變形規(guī)律、使用壽命的影響；使定、轉子具有良好的力學性能及較好的工作性能。結構參數(shù)的好壞會影響鉆具的壓力和密封性能，也會影響定子襯套的工作壽命。 襯套與轉子合理配合過盈量 研究螺桿鉆具在不同揚程、不同鉆井液粘度下最優(yōu)工作狀態(tài)時定、轉子的合理過盈量；研究定、轉子摩擦產(chǎn)生的溫度場對定、轉子線型及過盈量的影響。根據(jù)不同的橡膠材料、不同的工作環(huán)境條件

13、，選擇不同的配合過盈量。 擴大螺桿鉆具應用范圍 研制非油氣井用螺桿鉆具具有重要的意義，如煤層氣井抗腐蝕螺桿、地熱井抗高溫螺桿等。非油氣井的井下工作環(huán)境更加惡劣，值得進一步研究和探討。 螺桿鉆具的標準化、系列化 國內(nèi)外生產(chǎn)螺桿鉆具的廠家較多，目前螺桿鉆具制造和質(zhì)量檢測沒有統(tǒng)一的標準，各制造廠的螺桿鉆具結構參數(shù)和工作參數(shù)不相同，產(chǎn)品的互換性相當差，造成現(xiàn)場使用和維修相當不便，嚴重影響了螺桿鉆具技術優(yōu)勢的發(fā)揮。因此，有必要實現(xiàn)標準化和系列化，從而提出螺桿鉆具生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測標準，提供螺桿鉆具定子材料以及特殊材質(zhì)標準、型號等。鉆井工具LZ型螺桿鉆具  一種漸進空腔型容積

14、式孔底動力機，簡稱螺桿鉆。以泥漿、清水為動力介質(zhì)，通過鉆桿中心孔輸送到孔底的螺桿鉆，實質(zhì)上是把液體壓力能轉換為機械能的一種能量轉換裝置。鉆探時，螺桿鉆直接帶動連接在其孔底傳動軸上的巖心管和鉆頭回轉，整個鉆桿柱僅作為輸送高壓工作介質(zhì)的通道和支撐鉆頭反扭矩的桿件，不作回轉運動。采用螺桿鉆鉆探與常規(guī)鉆探相比有許多優(yōu)點，如鉆桿磨損大幅度下降，鉆速高。它是打定向孔的主要器具，在鉆探領域已發(fā)揮作用。1955年，美國克利斯坦森礦山鉆探制品公司根據(jù)莫因諾原理開始研究,于1964年首先取得成功,定名為“戴納鉆”；蘇聯(lián)于70年代初研究成功“凸”型螺桿鉆;中國地礦部勘探技術研究所于80年代初研制螺桿鉆成功。至今生產(chǎn)

15、螺桿鉆的國家有美國、俄羅斯、中國、德國等。螺桿鉆最早是用來打垂直孔，現(xiàn)在主要用來打各種定向孔和特種工程孔（如礦井凍結孔）。最大鉆孔深度達9023米。目前世界上螺桿鉆最小直徑為44.5毫米，最大直徑為304.8毫米。利用螺桿鉆進行巖心鉆探時,應在驅(qū)動軸與鉆頭間加上巖心管采取巖心。鉆探時，仍然需要鉆探機、泥漿泵、鉆桿和鉆塔等常規(guī)鉆探裝備。施工定向鉆孔時，要借助定向儀給造斜工具定向。與螺桿鉆配套使用的造斜工具有彎接頭、彎外管和偏心塊等。采用螺桿鉆施工定向孔能提高鉆孔質(zhì)量，提供精確地質(zhì)資料，節(jié)約進尺，降低成本，解決許多無法施工的工程難題，因此，它是鉆探工程的一種特種工具。螺桿鉆的使用壽命一般為1502

16、00小時，其薄弱環(huán)節(jié)是定子橡膠耐高溫程度低，軸承易損壞。目前正加緊研制與開發(fā)用于制造定子的抗磨損耐高溫的彈性材料與可靠的軸承系統(tǒng)，從而使螺桿鉆的工作壽命得到顯著提高。并研制低速大扭矩螺桿以適用于鉆深孔和超深孔。螺桿鉆具的組成：螺桿鉆具主要由旁通閥、液馬達、萬向軸和傳動軸等四大總成組成. 螺桿馬達是鉆具的主要部件，很多實踐和理論分析結果表明，如欲使馬達正常有效地工作，每級馬達所能承受的壓降以不超過0.8Mpa為宜,否則馬達就有漏失。轉速很快降低，嚴重時則完全停止轉動，馬達損壞。（馬達的一個導程為一級）現(xiàn)場使用的泥漿流量應在推薦的使用范圍內(nèi)，否則將影響馬達效率，甚至加大磨損。螺桿馬達的性能參數(shù)是螺

17、桿鉆具的主要性能參數(shù)。馬達的理論輸出扭矩和馬達壓降成正比，輸出轉數(shù)與輸入泥漿流量成正比，隨著負荷的增加鉆具轉數(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速。螺桿鉆具的工作原理：螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆具。當泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進科馬達，在馬達的進、出口形成一定的壓力差，推動轉子繞定子的軸線旋轉，并將轉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)。螺桿鉆具使用要求時間:2009-12-11 11:46 作者:發(fā)達鉆井設備 點擊: 125次     &#

18、160;  1、鉆井液要求：螺桿鉆具對于各種泥漿都能有效地工作，包括油基泥漿、乳化泥漿和粘土泥漿，甚至清水等。泥漿粘度和比重對鉆具的影響很小，但對整個系統(tǒng)的壓力有直接影響，如果推薦排量下的壓力大于額定泵壓值，就得減少泥漿排量，或者有必要降低通過鉆具和鉆頭的壓力降。泥漿中的砂粒等雜質(zhì)會影響鉆具性能，加速軸承和馬達定子的磨損，因此泥漿中含砂量必須控制在1%以下。每種型號的鉆具都有自身的輸入流量范圍，只有在此范圍內(nèi)鉆具才能有較高的效率，一般應取輸入流量范圍的中間值為最佳輸入流量值。2、泥漿壓力要求： 鉆具懸空時，排量不變，則通過鉆具的泥漿壓力降也不變，隨著鉆頭接觸井底鉆壓增加時，泥漿循環(huán)壓

19、力增加，泵壓也增加，司鉆可用以下公式來控制操作：打鉆泵壓=循環(huán)泵壓+鉆具負載壓降循環(huán)泵壓就是鉆具沒有接觸井底時泵壓，也叫離底泵壓，鉆具加大扭矩，泵壓就要上升，這時壓力表的讀數(shù)就叫打鉆泵壓。離底泵壓不是一個常數(shù)，它隨井深和泥漿的特性變化而變化，但實際操作中，無必要隨時測取循環(huán)泵壓的精度值，一般取每次接單根后的離底泵壓為近似值，這樣做完全可以滿足公式的精度要求。鉆具在工作中，打鉆泵壓達到最大推薦壓力時，鉆具產(chǎn)生最佳扭矩繼續(xù)增加鉆壓將增加泵壓，當超過最大設計壓力時，馬達可能會制動，此時應立即降低鉆壓，以防鉆具內(nèi)部損壞。作為新型的鉆井技術，以空氣鉆井為代表的氣體鉆井和欠平衡鉆井在國外油氣勘探與開發(fā)中獲

20、得廣泛應用，在國內(nèi)也正呈快速發(fā)展趨勢?？諝饴輻U鉆具是應用這類新型鉆井技術鉆定向井及其他特殊工藝井所必需的工具。 一、概述  近些年來，氣體鉆井和欠平衡鉆井在國外獲得了比較普遍的應用，取得了顯著的技術效益和重大經(jīng)濟效益。例如，在滿足相應的前提下，氣體鉆井如空氣鉆井、天然氣鉆井、氮氣鉆井、尾氣鉆井等，可成倍提高機械鉆速，明顯縮短鉆井周期，降低鉆井成本；欠平衡鉆井，則可對儲層進行有效保護，有利于提高鉆遇率和開發(fā)率。為推廣和擴大空氣鉆井的應用規(guī)模，美國能源部曾規(guī)定2004年的空氣鉆井口數(shù)不低于本土總鉆井口數(shù)的30%。  近些年來，我國也開始關注、嘗試應用空氣鉆井

21、技術，在一定規(guī)模上采用欠平衡鉆井技術，取得了可喜的進展。隨著對這些技術在直井上應用經(jīng)驗的逐步積累和日漸成熟，在定向井及其他特殊工藝井上應用這些技術，已成為必然的發(fā)展趨勢，這將在很大程度上擴展氣體鉆井與欠平衡鉆井的應用領域。)的空氣螺桿鉆具，經(jīng)與外商詢價，每臺價格在13萬美元以上，無法承受，大批量的購買更無從談起。為了解決生產(chǎn)急需和節(jié)約外匯，集團公司科技發(fā)展部考慮利用國內(nèi)技術力量解決伊朗項目的現(xiàn)場急需，并為國內(nèi)欠平衡鉆井與空氣鉆井提供工具，決定成立“伊朗欠平衡鉆井空氣螺桿鉆具研制”課題組，由中國石油勘探開發(fā)研究院鉆井所和北京石油機械廠承擔，并任命蘇義腦為課題組長，組織攻關。²244(9

22、-5/8f  空氣螺桿鉆具(或稱氣體螺桿鉆具)是用氣體鉆井或欠平衡鉆井技術鉆定向井及各類特殊工藝井的必需工具。但在2001年底以前，此類新型螺桿鉆具產(chǎn)品在國內(nèi)仍為空白。中國石油集團長城鉆井公司在伊朗承擔的空氣鉆井項目，急需2002年11月這一年半時間中，課題組克服了重重難關，終于完成了K7LZ120和K7LZ244兩種系列的空氣螺桿鉆具樣機的設計、制造、室內(nèi)實驗臺架設計和空氣鉆井的有關理論研究工作，并于2002年7月進行了K7LZ120樣機的地面實鉆實驗和2002年8月在長慶蘇3518井的下井實驗，均取得成功。在此基礎上，兩臺K7LZ244樣機于2002年12月運往伊朗，在

23、2003年10月下井應用獲得成功。2004年7月在四川白淺111H井上運用K7LZ120鉆具鉆天然氣水平井，取得了顯著的技術效益。  在2001年5月  本文針對空氣鉆井的特殊性(特別是空氣介質(zhì)的可壓縮性)，介紹空氣螺桿鉆具設計和研制中的幾個關鍵問題，分析空氣螺桿鉆具的工作特性，并介紹K7LZ120和K7LZ244兩種鉆具在現(xiàn)場實驗和生產(chǎn)應用中的有關情況。二、空氣螺桿鉆具設計的關鍵問題常規(guī)的螺桿鉆具是以鉆井液(俗稱泥漿)作為傳遞動力的介質(zhì)，由于液體的不可壓縮性和容積式機械的特性，螺桿鉆具具有很好的過載性能和硬機械特性。而空氣螺桿鉆具，由于以壓縮空氣作為動

24、力源和工作介質(zhì)，與常規(guī)液體驅(qū)動的螺桿鉆具相比，其結構特征和工作特性有顯著不同。下面簡介有關空氣螺桿鉆具設計的幾個關鍵技術問題。1、必須設計多頭多級的馬達液驅(qū)螺桿鉆具的過載性能和硬機械特性表現(xiàn)在：1) 輸出扭矩與馬達進出口間的壓差成正比；2)轉速與通過的流量有關而與鉆壓無關。在鉆進過程中，當鉆壓增大時馬達進出口間的鉆井液壓差相應變大，導致扭矩增加；而流進鉆具的泥漿排量近似固定，輸出轉速不變；因此，增加鉆壓有助于增大井底切削力矩，提高機械鉆速。對于空氣螺桿鉆具，鉆壓的增加同樣會使馬達進出口間的壓差增大，但由于空氣的可壓縮性，馬達入口處壓力升高，使通過馬達的空氣流量減小，因而輸出的轉速降低，過大的鉆

25、壓甚至會導致馬達制動。因此，空氣螺桿鉆具必須設計成多頭多級馬達(如圖1所示)，能夠輸出足夠的工作扭矩，鉆進時施加較大鉆壓，馬達不會嚴重失速或制動。2、必須考慮并解決馬達“飛車”問題由于空氣的可壓縮性，鉆進時因切削力矩造成的壓差使馬達進口處空氣壓力增大，體積變小，馬達轉速低；當提離井底，壓差顯著變小，從而馬達進口處空氣壓力減小，體積變大，馬達轉速上升。這種突增的馬達轉速稱為“飛車”。飛車會使空氣螺桿鉆具內(nèi)部的萬向軸、傳動軸軸承及馬達定子轉子副間的運動頻率相應增大，磨損加劇，壽命變短，從而影響鉆井總效率。因此，一般在用空氣螺桿鉆具鉆井時都從工藝上對這一缺點加以限制，例如規(guī)定在起下鉆過程中不循環(huán)空氣

26、；馬達不得提離井底起動，而是先接觸井底加壓后再起動，等等。但是這些規(guī)定并不科學，它與鉆井工藝是有矛盾的。因為起下鉆過程中的循環(huán)有一定必要性，劃眼下入、清潔井底是需要的，不循環(huán)容易造成卡鉆；另外加壓起動造成操作難度，很容易使馬達在重載下突然起動而損壞內(nèi)部結構。所以，為克服空氣螺桿的飛車問題，人們一般采用了一種地面控制措施：在井口增加一個空氣流量調(diào)節(jié)閥，在起下鉆循環(huán)時，選取1/2的工作流量。這一控制措施在一定程度上解決了飛車問題，但弊病有四：1) 增加了地面裝備；2) 造成了很大的功率損失；3) 控制效果不好，因為空氣驅(qū)動的軟特性使馬達特性隨井深發(fā)生變化，合理的流量調(diào)節(jié)量是變量，1/2流量并不是唯

27、一不變的最佳值；4) 增加了操作難度，因為提離井底是經(jīng)常要發(fā)生的操作，規(guī)定提鉆前先去操作地面流量閥，這樣既麻煩而又易失誤。  課題組已研究出了一種解決空氣螺桿鉆具飛車問題的方法及裝置，并申報了國家發(fā)明專利。其工作原理為：在空氣螺桿鉆具的轉子上端裝入一個氣動限速閥，轉子中心鉆有通孔，限速閥下端和鉆子中孔相連。當實際鉆進時，限速閥處于閉合狀態(tài)，轉子中孔入口處的氣流通道關閉，壓縮空氣全部從馬達工作副流過，產(chǎn)生工作轉速。當提鉆空轉時，限速閥處于開啟狀態(tài)，馬達入口處的部分壓縮空氣從轉子中孔分流，于是流經(jīng)馬達工作副的氣量減小，轉速受到控制。這樣當空轉狀態(tài)，氣壓降低、體積膨脹時，由于限速

28、閥的自動控制造成旁路分流，抑制了馬達轉速的上升。該裝置使空氣螺桿鉆具自身具有自動控制、調(diào)節(jié)轉速，從而保證鉆速穩(wěn)定的內(nèi)在特性。3. 采用油潤滑密封傳動軸常規(guī)螺桿鉆具工作時，鉆井液流經(jīng)萬向軸及其殼體間的空腔，主流從導水帽進入傳動軸的中間流道，同時另有一小部分鉆井液流經(jīng)軸承組進行潤滑和冷卻，然后從傳動軸殼體下部排向環(huán)空?？諝饴輻U鉆具中的傳動軸雖然功能未變，但是卻失去了泥漿對軸承的潤滑和冷卻作用。由于螺桿鉆具在惡劣的井底環(huán)境中工作時，軸承組負荷重，承受幅度很大的交變載荷，是螺桿鉆具易損害的部位，必須給予很好的潤滑。于是，設計油潤滑密封傳動軸成為首選，將全部軸承密封起來，使軸承組在油潤滑的條件下工作，同

29、時防止巖屑粉塵進入軸承加劇其磨損，使承載能力和使用時間進一步提高。北京石油機械廠已經(jīng)有成熟的具有獨立知識產(chǎn)權的油潤滑密封傳動軸技術，油潤滑密封傳動軸是空氣螺桿鉆具研制的關鍵技術之一。4、選擇氣密封性能好的馬達線型轉子和定子曲面形成的多個共軛封閉腔之間的密封性是形成容積式馬達的基本條件之一。按傳統(tǒng)泥漿馬達設計的定/轉子經(jīng)水密封實驗合格后，在帶壓空氣情況下發(fā)現(xiàn)馬達氣密封性極不理想。在眾多線型中由于短幅類線型在保證同樣密封壓力時要求較大的過盈，因此不宜用做空氣馬達，而宜選用具有較小定子齒頂曲率半徑的線型。課題組通過在北京石油機械廠引進的世界上最為先進的馬達設計軟件奧地利WEINCAD上進行模擬修正，

30、找到了水密封和氣密封兼?zhèn)涞木€型，氣馬達線型，馬達設計軟件的界面。都是泥漿驅(qū)動，不同的是螺桿是容積式，而渦輪則是液流沖擊力驅(qū)動，這在性能上表現(xiàn)為螺桿在扭矩增大時壓差會增長，轉速基本不變，而渦輪則是扭矩增長轉速成比例下降，但壓降基本不變。' ?0 d- c; Q+ E8 J7 s( f在使用性能上，如果鉆頭經(jīng)受不了渦輪空載的高轉速，就應先施加一定的鉆壓再啟動泥漿泵，也就是相當于離心泵關閥門啟動，渦輪的這種特性不利于新鉆頭磨合與井底造型，因此對鉆頭使用效果非常不利。另外由于鉆壓小時轉速高，也不利于在巖性發(fā)生變化時調(diào)整鉆井參數(shù)，可能導致鉆頭可能先期損壞，使鉆井效果下降，這也就是渦輪難以推廣應用

31、的原因，個人總體感覺不看好渦輪。美國貝克休斯公司簡介來源：美國貝克休斯公司 頻道：行業(yè)機械 發(fā)布時間：2007-10-25貝克休斯公司是美國一家為全球石油開發(fā)和加工工業(yè)提供產(chǎn)品和服務的大型服務公司，成立于1987年，由兩家歷史悠久的石油設備公司合并組成。1996年公司的營業(yè)總額超過30億美元，在世界各地的雇員約有1.8萬人。公司董事長、總裁是邁克斯·盧肯斯(maxl lukens)。 服務范圍 該以司通過它的油田服務公司，提供鉆井、完井和油氣井生產(chǎn)的各類產(chǎn)品和服務。1.baker hughes solutions公司：主要負責石油公司的貿(mào)易活動。2.baker oil tools(b

32、ot)公司：提供完井、修井和打撈設備的服務。專門研究提供解決油井壽命的辦法，以便幫助用戶提高采收率，降低成本。還可提供封隔器系統(tǒng)井下打撈設備、襯管懸掛器、維修工具和地下安全系統(tǒng)。設備具有流量控制儀器、膨脹式封隔器、過油管封隔器和過油管打撈設備以及銑割器。3.baker performance chemicals incorporated是一家化學品部門，為油田化學品，并為鉆井、油井增產(chǎn)措施、采油和管線運輸提供服務。也為煉油、石化、化工等行業(yè)提供特種化學品。4.baker hughes process systems公司：主要提供油氣工業(yè)和煉制廢水處理工業(yè)的處設備。主要產(chǎn)品有：旋流除砂器、感應氣

33、體浮選和過濾裝置、海水注入和氣體處理裝置等。5.baker hughes inteq公司：提供鉆井和地層評價的技術和服務；提供定向鉆井、隨鉆測量系統(tǒng)、鉆井液系統(tǒng)、地面測井服務、取心和地下測量。6.hughes christensen company(hcc)公司：是世界石油、天然氣與地熱工業(yè)用鉆頭的制造廠商和銷售商，產(chǎn)品有tricone & trade、牙輪鉆頭、固定牙輪(金剛石)鉆頭和小井眼鉆頭。7.eimco process equipment company公司：該公司在液-固和固-固分離系統(tǒng)，以及水和洗滌水處理工藝方面處于世界領先地位。該公司的核心分離技術包括沉積、浮選和致密介

34、質(zhì)分離、真空過濾、壓榨和粘狀介質(zhì)過濾。8.centrilift公司：該公司是油田電潛泵(esps)系統(tǒng)專利技術的領先者?？芍圃靍sp系統(tǒng)全部的關鍵部件，其中包括為油田應用設計的專用鎧裝電纜和變速馬達控制器。 主要產(chǎn)品和技術 1.產(chǎn)品(1)star鉆頭，保留了許多大直徑鉆頭所具有的優(yōu)點。(2)navi-drill馬達，向star鉆頭提供動力的新一代馬達，1996年投入使用。(3)mpr多頻率電磁波測井儀系統(tǒng)，在新地層鉆井中跟蹤鉆頭，使鉆頭保持正確位置。(4)perflow用于老井重鉆的鉆井液，具有提高鉆井效率，清除巖屑和減少對油氣層損害的特點。5.excluder油井篩管，與以前使用的預填充篩管相比，生產(chǎn)效率大大提高。2.技術(1)edge遙控驅(qū)動系統(tǒng)，是一種替代傳統(tǒng)的完井和流量控制機械/液壓驅(qū)動裝置的傳聲系統(tǒng)，可使大斜度多底井鋼絲作業(yè)風險降到最低。(2)t系列井下安全閥，可減少修井作業(yè)次數(shù)。(3