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井下动力钻具

螺杆钻具是一种以钻井液为动力,把液体压力转为机械能的容积式井下动力钻具。


达坦能源提供用于定向,高温,油基,连续油管以及空气和欠平衡钻井中所使用的井下动力钻具,井下动力马达包含以下4个独立的部分:

1. 转子打捞头

2. 动力马达

3. 万向轴

4. 传动轴部件



旁通阀

旁通阀是一个安装在螺杆动力马达上端的水力阀门。其主要用于在钻具工作过程中,停泵后沟通钻柱内通道与环形空间,排空钻柱内残余钻井液。





转子打捞头

通过配备转子打捞头,使得在接头脱扣或者机械损坏时简化打捞作业难度。推荐在较为复杂的钻井环境中使用。




动力马达

动力马达将钻井介质通过时的动能转变为带动钻头旋转的机械能。动力马达分为两个部分:转子和定子。



定子的外层一般为钢套,内层是多螺旋形的橡胶衬套,通过特殊工艺粘接在钢套内部。在设计上,螺旋形凹槽的数量被定义为瓣数。定子的瓣数总是会比转子要多1,例如4/5或7/8。



转子是一根车有多条相互平行的螺旋凹槽的轴承。转子通常通过镀铬处理来保证耐腐蚀和耐磨性。转子可通过中心钻孔的方法来提高水力性能,以提供更好的岩屑清洁能力。




转子和定子间会产生螺旋形的通道,当钻井介质通过转子定子时推动转子开始圆周转动。

另外一个影响动力马达的因素是头数。头数定义为定子上一个螺旋通道旋转360度为1头,头数越大,马达的压降和输出扭力越大。




等壁厚马达

等壁厚马达拥有等壁厚的定子橡胶层设计,这一设计带来了如下的优势:扭力大,使用寿命长,散热效率高,耐腐蚀,适用范围广等优点。适用于超深井,大位移水平井,高温井中延长钻具寿命,提高钻井效率。



高温,油基泥浆马达

经过特殊研制的定子橡胶可在高温及高含油条件下保持强度;使螺杆在高温、油基泥浆条件下取得较好的使用寿命。



 

万向轴

达坦设计的万向轴包含一个外壳和内部驱动轴,上部连接定子,下部连接心轴。驱动轴将动力马达产生的转动和扭矩传递给传动轴,将转子的偏心旋转转变为同星旋转的运动方式。



传动轴部分

传动轴安装有径向和轴向的轴承和轴衬。传动轴将动力马达提供的扭力转递到钻头,以驱动钻头旋转破岩。达坦的传动轴使用全密封式以及压力补偿的设计,以确保更轴承的可靠性和使用寿命。



以下是部分Tartan等壁厚螺杆性能参数

螺杆类型

输出

输入

技术参数

外径

型号

转速

扭力

马力

流量

压降

钻头尺寸

动力部分

 

IN

-

RPM

ft-lbs(NM)

HP(KW)

GPM(LPM)

PSI(Mpa)

IN

头数

瓣数

1-11/16

SS100

202-405

168(227)

13(9.7)

20-40(76-151)

575(4)

1-7/8 to 2-3/4

2.3

5/6

2-1/8

SS150

270-680

412(559)

53(40)

20-50(76-190)

1500(10.3)

2-3/16 to 3-1/4

6.0

5/6

2-7/8

SS150

200-400

535(725)

48(36)

60-120(225-450)

875(6)

3-1/4 to 4

3.5

5/6

SS150AD

191-383

535(725)

39(29)

225-450(637-1275)

875(6)

3.5

5/6

3-3/4

SS150

125-281

2000(2712)

100(75)

80-180(300-680)

1075(7.5)

4-1/8 to 5-1/2

4.3

4/5

SS150SR

125-281

1023(1387)

55(41)

80-180(300-680)

550(3.8)

2.2

4/5

4-3/4

SS100

78-130

4930(6684)

122(91)

150-250(568-946)

950(6.5)

5-3/4 to 6-3/4

3.8

7/8

SS170

150-300

3600(4880)

197(147)

150-300(570-1135)

1350(9.3)

5.4

5/6

SS300

230-680

3020(4095)

390(290)

100-300(379-1136)

1975(13.6)

7.9

2/3

6-1/4

SS100

50-130

9570(12975)

235(175)

150-400(586-1514)

1200(8.3)

7-7/8 to 8-3/4

4.8

7/8

6-3/4

SS100

58-173

11625(15760)

383(286)

200-600(760-2270)

1250(8.6)

8-1/4 to 9-7/8

5.0

7/8

SS110

60-170

10540(14290)

340(255)

200-600(760-2270)

950(6.6)

3.8

6/7

SS150

100-250

18945(12130)

430(320)

300-600(1140-2270)

1550(10.7)

6.2

4/5

8

SS100

66-149

16540(22425)

469(350)

400-900(1510-3410)

1000(6.9)

12-1/4 to 26

4.0

7/8