一、結(jié)構(gòu)及原理:
螺桿鉆具主要由旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬(wàn)向軸總成和傳動(dòng)軸總成四部分組成。鉆具通過(guò)轉(zhuǎn)子和定子將高壓液體的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,當(dāng)高壓液體通過(guò)鉆具內(nèi)孔進(jìn)入鉆具后,旁通閥關(guān)閉,從而進(jìn)入轉(zhuǎn)子與定子形成的各個(gè)密封腔,液體在各腔中的壓力差推動(dòng)轉(zhuǎn)子沿定子的螺旋通道滾動(dòng),轉(zhuǎn)子在沿自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),還繞與轉(zhuǎn)子軸線平行,并與一偏心距的定子中心線公轉(zhuǎn),這就是所謂的螺桿鉆具的行星傳動(dòng)原理,由于轉(zhuǎn)子和定子都采用反向螺旋線,因而轉(zhuǎn)子繞定子軸線作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),并以自身軸線作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。鉆具的輸出扭距與高壓液體流經(jīng)馬達(dá)的壓力降成正比;輸出轉(zhuǎn)速與輸出排量成正比。
1.1旁通閥總成:
旁通閥由閥體、閥芯、閥套、彈簧及“o”圈組成,其作用是在起下鉆時(shí)溝通鉆柱內(nèi)外工作液通道,當(dāng)無(wú)循環(huán)時(shí),彈簧使閥芯處于原始位置,此時(shí)旁通孔道開啟,當(dāng)泥漿排量達(dá)到一定值時(shí),液壓力克服彈簧力,使閥芯移動(dòng),此時(shí)旁通孔封閉,泥漿流進(jìn)馬達(dá),如果停泵,彈簧再將閥芯頂回到原來(lái)位置,旁通孔道又被開啟,使鉆柱內(nèi)與環(huán)空中的工作液連通。
1.2馬達(dá)總成:
馬達(dá)為多級(jí)容積式馬達(dá),由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子是優(yōu)質(zhì)合金鋼外殼和內(nèi)襯橡膠組成,橡膠內(nèi)腔為左螺旋面型腔,具有耐油、耐磨、耐高溫(定子安全工作溫度-29~120℃、-29~150℃);轉(zhuǎn)子經(jīng)熱處理無(wú)應(yīng)力的合金鋼制成,表面鍍了一層硬鉻,以防鉆井液體的磨損及腐蝕。轉(zhuǎn)子與定子型腔組成許多連續(xù)的互不相通的密封腔,當(dāng)工作液進(jìn)入馬達(dá)時(shí),工作液的液能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,在轉(zhuǎn)子的螺旋曲面上形成動(dòng)力距,迫使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)作行星運(yùn)動(dòng)。
1.3萬(wàn)向軸總成:
萬(wàn)向軸部件由萬(wàn)向軸殼體和萬(wàn)向軸組成,殼體的上下端分別與馬達(dá)定子與傳動(dòng)軸殼體相連接,萬(wàn)向軸上下端分別與馬達(dá)轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)軸相連接,主要作用是將馬達(dá)產(chǎn)生的扭距和轉(zhuǎn)速傳遞給軸承總成的傳動(dòng)軸及鉆頭,它將轉(zhuǎn)子的行星運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng),萬(wàn)向軸經(jīng)特殊加工而成,使驅(qū)動(dòng)更圓滑,恒速而摩擦更小,振動(dòng)更小,這一結(jié)構(gòu)形式有效地完成了能量、運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換、能量的傳遞這三個(gè)重要環(huán)節(jié)。
1.4傳動(dòng)軸總成:
螺桿鉆具主要部件之一。外殼體上端和萬(wàn)向軸殼體相連,傳動(dòng)軸導(dǎo)流水帽與萬(wàn)向軸相連,下端接鉆頭。多列推力球軸承承受鉆壓引起的軸向載荷。用硬質(zhì)合金燒結(jié)而成的徑向軸承,分別裝在傳動(dòng)軸體的上下兩端,用來(lái)承受鉆具偏斜力距造成的徑向載荷。
由馬達(dá)排出的大部分泥漿通過(guò)傳動(dòng)軸內(nèi)孔經(jīng)鉆頭水眼噴出,以利冷卻清洗鉆頭而另一部分泥漿通過(guò)上下徑向軸承和多列推力球軸承組從傳動(dòng)軸外側(cè)流出,冷卻和潤(rùn)滑軸承系統(tǒng)。
二、規(guī)格及技術(shù)參數(shù):
2.1系列鉆井鉆具規(guī)格及參數(shù):(表一)
型 號(hào)參 數(shù)
5lz90×7.0
5lz95×7.0
7lz95×7.0
9lz100×7.0
5lz127×7.0
5lz165×7.0
推薦井眼mm
118-152
118-152
118-152
118-152
149-200
213-251
輸入流量l/s
4-8
6-10
6-10
8-12
9-14
16-24
負(fù)載壓降mpa
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
輸出扭距n.m
600
900
1000
1000
1400
3500
鉆頭轉(zhuǎn)速r/min
180
180
150
180
180
120
輸出功率kw
6-11
8-16
10-16
10-16
15-23
39-55
推薦鉆壓t
2
2.5
2.5
2.5
3.0
7.5
鉆具長(zhǎng)度mm
2700
3000
3200
3500
3800
5000
鉆具質(zhì)量kg
95
100
110
120
220
580
螺紋連接上
2 3/8reg
2 7/8reg
2 7/8reg
2 7/8reg
3 1/2reg
4 1/2reg
螺紋連接下
2 3/8reg
2 7/8reg
2 7/8reg
2 7/8reg
3 1/2reg
4 1/2reg
鉆具外徑mm
90
95
95
100
127
165
2.2系列修井鉆具規(guī)格及參數(shù)(表二)
型號(hào)參數(shù)
4lz54×3.5
5lz73×3.5
5lz90
×3.5
7lz95
×3.5
9lz100
×3.5
9lz100
×3.5ⅲ
5lz120
×3.5
推薦井眼mm
60-76
89-114
114-152
118-152
118-152
120-150
146-200
輸入流量l/s
2-3
3-4
6-8
6-8
8-10
9-12
10-12
負(fù)載壓降mpa
2.2
2.4
2.8
2.8
2.8
3.2
3.2
輸出扭距n.m
180
300
900
1000
1000
1400
1700
鉆頭轉(zhuǎn)速r/min
250
240
180
150
200
180
180
輸出功率kw
4-10
6-11
8-14
10-16
10-16
12-18
15-22
推薦鉆壓t
0.5
0.8
1.5
1.5
2.5
3.0
3.5
鉆具長(zhǎng)度mm
2080
2700
3000
3200
3500
3800
4300
鉆具質(zhì)量kg
30
85
95
110
120
130
180
螺紋連接上
1.900tbg
2 3/8tbg
2 7/8tbg
2 7/8tbg
2 7/8tbg
27/8tbg
31/2tbg
螺紋連接下
1.900tbg
2 3/8tbg
2 7/8tbg
2 7/8reg
2 7/8reg
27/8reg
31/2reg
鉆具外徑mm
54
73
90
95
100
100
120
也可根據(jù)用戶要求定制耐溫150℃度定子襯膠。
(一般耐150℃的定子與轉(zhuǎn)子配合扭矩為90~110nm)。