螺桿的結(jié)構(gòu)與工作原理

 

一、 工作原理:螺桿鉆具是一種容積式馬達(dá)，高壓鉆井液經(jīng)鉆具進(jìn)入螺桿馬達(dá)后，液體壓力迫使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將鉆井液的水力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)軸把扭矩傳遞到鉆頭上。

二、 結(jié)構(gòu)：從上到下依次是

       旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬(wàn)向軸總成、傳動(dòng)軸總成、導(dǎo)向總成（彎螺桿）。新型螺桿具有防掉裝置。

三、 工作特性

（1）螺桿鉆具的轉(zhuǎn)速只與排量和結(jié)構(gòu)有關(guān)而與工況（鉆壓、扭矩）無(wú)關(guān)。

（2）工作扭矩與壓降和結(jié)構(gòu)有關(guān)與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。

（3）轉(zhuǎn)速和力矩是各自獨(dú)立的兩個(gè)參數(shù)。

（4）具有硬轉(zhuǎn)速特性和良好的過(guò)載能力。

（5）泵壓表可以作為井底工況的監(jiān)視器，由△P變化來(lái)判斷和顯示井下工況（鉆壓和扭矩）

（6）轉(zhuǎn)速隨排量的變化而線性變化。

（7）工作扭矩和轉(zhuǎn)速均與結(jié)構(gòu)有關(guān)。增大馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量可獲得低速大扭矩的特性。

（8）由于密封漏失和摩擦阻力，存在機(jī)械效率和水力效率。

四、 影響螺桿鉆具使用因素（使用要求）

1鉆井液：滿足井下需要的前提下，比重和粘度盡可能的低，比重不大于1，5；固相含量小于5%；PH值在4--10之間，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)螺桿鉆具零件產(chǎn)生破壞作用；鉆進(jìn)液中含有芳香烴類物質(zhì)或其它對(duì)定子橡膠有害的化學(xué)處理劑，會(huì)損傷定子橡膠，減少使用壽命。

2排量：每種規(guī)格的螺桿都有最適應(yīng)的排量范圍，要符合推薦的使用范圍；排量太大會(huì)使轉(zhuǎn)速過(guò)高，降低使用時(shí)間，甚至損壞馬達(dá)；排量太低會(huì)降低轉(zhuǎn)速，功率低，甚至打不開(kāi)旁通閥進(jìn)而刺壞。

3鉆壓：施工中通過(guò)逐漸增加鉆壓，使螺桿鉆具的馬達(dá)壓降盡量達(dá)到規(guī)定值的中上限，以保證螺桿鉆具的馬達(dá)最大限度地輸出功率；同時(shí)，把鉆壓控制在推薦的最大鉆壓以內(nèi)，過(guò)大的鉆壓會(huì)損壞傳動(dòng)軸推力軸承，還會(huì)使馬達(dá)壓降過(guò)高而發(fā)生之滯動(dòng)現(xiàn)象，如果制動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使馬達(dá)嚴(yán)重?fù)p壞。

4鉆頭:鉆頭水眼壓降最大值不超過(guò)螺桿額定值。水眼過(guò)大使軸承得不到良好潤(rùn)滑及降低螺桿承受鉆壓的能力；過(guò)小，泵壓達(dá)到額定值時(shí)排量小，不能發(fā)揮螺桿最大功率，系統(tǒng)壓力高會(huì)影響推力軸承壽命。

5溫度：根據(jù)井底溫度選擇常溫（120）或高溫（150）螺桿。為能在較高溫度下工作，可采取分段循環(huán)或中空螺桿加大流量降溫。

6鉆壓平衡：螺桿工作時(shí)存在以下幾種力

F---轉(zhuǎn)子、萬(wàn)向軸、傳動(dòng)軸、及鉆頭重量的和，方向向下。

F△MP---馬達(dá)壓力降產(chǎn)生的軸向力,向下。

F△PB---鉆頭水眼壓力降產(chǎn)生的軸向力,向下。

W---鉆壓，方向向上。

上述各力的合力由推力軸承來(lái)承受，合力為0是理想狀

螺桿式冷水機(jī)組
優(yōu)點(diǎn)：
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長(zhǎng)；
2.圓周運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動(dòng)?。?/span>
3.壓縮比可高達(dá)20，EER值高；
4.調(diào)節(jié)方便，可在10%~100%范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷時(shí)效率高，節(jié)電顯著；
5.體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機(jī)組；
6.對(duì)濕沖程不敏感；
7.屬正壓運(yùn)行，不存在外氣侵入腐蝕問(wèn)題。
缺點(diǎn)：
1.價(jià)格比活塞式高；
2.單機(jī)容量比離心式小，轉(zhuǎn)速比離心式低；
3.潤(rùn)滑油系統(tǒng)較復(fù)雜，耗油量大；
4.大容量機(jī)組噪聲比離心式高；
5.要求加工精度和裝配精度高。