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螺桿的結構與工作原理

 

一、 工作原理:螺桿鉆具是一種容積式馬達，高壓鉆井液經鉆具進入螺桿馬達后，液體壓力迫使轉子旋轉，將鉆井液的水力能轉化為機械能，通過傳動軸把扭矩傳遞到鉆頭上。

二、 結構：從上到下依次是

       旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成、傳動軸總成、導向總成（彎螺桿）。新型螺桿具有防掉裝置。

三、 工作特性

（1）螺桿鉆具的轉速只與排量和結構有關而與工況（鉆壓、扭矩）無關。

（2）工作扭矩與壓降和結構有關與轉速無關。

（3）轉速和力矩是各自獨立的兩個參數。

（4）具有硬轉速特性和良好的過載能力。

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

（6）轉速隨排量的變化而線性變化。

（7）工作扭矩和轉速均與結構有關。增大馬達的每轉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，過高或過低都會對螺桿鉆具零件產生破壞作用；鉆進液中含有芳香烴類物質或其它對定子橡膠有害的化學處理劑，會損傷定子橡膠，減少使用壽命。

2排量：每種規格的螺桿都有最適應的排量范圍，要符合推薦的使用范圍；排量太大會使轉速過高，降低使用時間，甚至損壞馬達；排量太低會降低轉速，功率低，甚至打不開旁通閥進而刺壞。

3鉆壓：施工中通過逐漸增加鉆壓，使螺桿鉆具的馬達壓降盡量達到規定值的中上限，以保證螺桿鉆具的馬達最大限度地輸出功率；同時，把鉆壓控制在推薦的最大鉆壓以內，過大的鉆壓會損壞傳動軸推力軸承，還會使馬達壓降過高而發生之滯動現象，如果制動時間過長會使馬達嚴重損壞。

4鉆頭:鉆頭水眼壓降最大值不超過螺桿額定值。水眼過大使軸承得不到良好潤滑及降低螺桿承受鉆壓的能力；過小，泵壓達到額定值時排量小，不能發揮螺桿最大功率，系統壓力高會影響推力軸承壽命。

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

6鉆壓平衡：螺桿工作時存在以下幾種力

F---轉子、萬向軸、傳動軸、及鉆頭重量的和，方向向下。

F△MP---馬達壓力降產生的軸向力,向下。

F△PB---鉆頭水眼壓力降產生的軸向力,向下。

W---鉆壓，方向向上。

上述各力的合力由推力軸承來承受，合力為0是理想狀

螺桿式冷水機組
優點：
1.結構簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長；
2.圓周運動平穩，低負荷運轉時無“喘振”現象，噪音低，振動小；
3.壓縮比可高達20，EER值高；
4.調節方便，可在10%~100%范圍內無級調節，部分負荷時效率高，節電顯著；
5.體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機組；
6.對濕沖程不敏感；
7.屬正壓運行，不存在外氣侵入腐蝕問題。
缺點：
1.價格比活塞式高；
2.單機容量比離心式小，轉速比離心式低；
3.潤滑油系統較復雜，耗油量大；
4.大容量機組噪聲比離心式高；
5.要求加工精度和裝配精度高。