活瓣
外球座 内球座
连接杆
万向轴总成
采用数控火焰切割机床精确 控制瓣齿齿形；
1:2
3:4
5:6
7:8
9:10
马达总成 根据马达线型理论研究结论可知，转子线型和定子线型是
一对摆线类共轭曲线副，常用的马达转子若为N头摆线线型， 则定子为N+1摆线线型；转子和定子曲面的螺距相同，导程之 比为N/（N+1）。
1
2
马达总成 马达中转子与定子相互啮合，用两者的导程差而形成 螺旋密封腔，以完成能量转换。为了确保密封效果，转子 与定子之间的配合尺寸与不同井深、井温有关，在选择钻 具时应按不同井况选用不同型号马达。
泥浆
泥浆
泥浆
泥浆
泥浆
旁通阀总成 功能：有旁通和关闭两个位置，在起下钻作业过程中处于旁通位置，
使钻柱中泥浆循环绕过马达进入环空，这样起下钻时泥浆不溢于井台上。
正常钻进时，旁通阀会自动关闭。此时泥浆流经马达，把压力能转
换为机械能。
阀体 阀芯
阀口 弹簧 阀套
阀关闭
阀旁通
旁通阀总成结构
马达总成
马达总成决定一台螺杆钻具能输出怎样的扭矩和转速。
阀
体
套
芯
旁通阀总成
弹簧
弹簧精密计算，反复试验确 保阀的动作灵敏可靠
d
p
D1 D2 D
H0
H1 H2
F3
F
F max
F1 U
O
1
2
max
3
H3
旁通阀总成 当泥浆流量和压力达到标准设定值时，阀芯下移，关闭旁通阀孔，此 时泥浆流经马达，使其转变成机械能。 当泥浆流量值过小或停泵时，所产生的压力不足以克服弹簧力和 静摩擦力时，弹簧把阀芯顶起，旁通阀孔又处于开启位置。
最普遍使用的导向工具
螺杆钻具产品简介
螺杆钻具，又称定排量马达，是一种以钻井 液为动力液的井下动力钻具，为容积式马达。
泥浆泵泵出的钻井液从钻柱进入螺杆钻具的 马达，在马达的两端形成一定压力差，推动马达 的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传动 轴传递给钻头。
螺杆钻具产品简介
螺杆钻具可分为常规直钻具和 导向螺杆钻具两大类。 直螺杆钻具主要用于直井钻井 提速，导向螺杆钻具主要用于定 向井、水平井的造斜、稳斜或复 合钻提速等。
马达总成
--增加钻头的水马力和泥浆的上返速度
转子---带喷嘴的中空转子；
马达的总流量应等于流经马达密封腔流量和流经转子喷嘴流量的总和；
流量过大，转子会超速运转，定子和转子会出现提前损坏，流量过小， 马达将停止转动；
选择转子喷嘴尺寸时，应确保马达密封腔流量始终保持或高于最小推荐
流量值，这样才能使马达正常运转。 中空转子
螺杆钻具产品简介
导向螺杆钻具----为了钻出一定斜度和方位的井眼，控 万向
轴弯 制井眼的轨迹，螺杆钻具带有一定的弯度，螺杆钻具的万 壳体 向轴壳体设计为弯壳体，一般为0~3°的弯度，来达到一定 的造斜率要求。 单弯螺杆钻具-----弯壳体的角度是固定的，即每一根螺杆 钻具具有一定的结构弯角，通常完成一定曲率半径的某一 井段的钻井作业。而不同井段曲率半径变化较大时，需更 换螺杆钻具，达到不同的造斜率要求。
密炼
硫化 注胶
全检 泥浆浸泡试验
预热
粘接 喷砂 清洗
返炼 快检
马达总成 马达转子的螺旋线有单头和多头之分（定子的螺旋线头数 比转子多1）。转子的头数越少，转速越高，扭矩越小；头数 越多，转速越低，扭矩越大。
可根据用户需求，制造转子头数与定子头数比为 1:2、3:4、 5:6、7:8、9:10 的马达，下图是几种典型马达配合的截面轮 廊：
培训提纲
螺杆钻具简介
螺杆钻具结构及功能
培训 内容
其他组件及功能
螺杆钻具基本结构
0
旁通阀总成
旁通阀*是螺杆钻具最上部的部件，是与外部的沟通与转换的部件
旁通阀* 螺杆对外接口 钻井液流向改变
旁通阀
旁通阀总成 主要由阀体、阀芯、阀套、弹簧、阀口、密封件、孔用挡圈组成。
弹 簧
孔用 挡圈
密封件
阀
口
阀
阀ห้องสมุดไป่ตู้
单弯导向螺杆钻具
螺杆钻具产品简介
可调弯螺杆钻具---可以在钻井平台上随意调
整，从而获得满意的造斜、纠偏及直井钻进的能 力。减少工具的储备量、提高螺杆钻具的使用率、 缩短钻井周期、降低作业成本。
目前可调弯壳体的调整角度一般为0~3°， 可以满足钻井造斜率要求。
可调弯导向螺杆钻具
螺杆钻具产品简介
北京国际石油展上展出的螺杆钻具
定子壳 体
橡
转
胶
子
马达总成 根据井温要求：定子橡胶分普通定子和高温定子两种。
适应排量要求：转子分实心转子和中空转子两种。
根据钻井泥浆液要求：对转子表面镀铬处理，适用于水基 泥浆和油基泥浆；对转子表面喷涂碳化钨，适用于饱和盐 水泥浆。
定子
转子
马达总成 定子橡胶工艺控制步骤如下图所示
拆模
成分检验
冷却
螺杆钻具结构及功能
2013.8
培训提纲
螺杆钻具简介
螺杆钻具结构及功能
培训 内容
其他组件及功能
培训提纲
螺杆钻具简介
螺杆钻具结构及功能
培训 内容
其他组件及功能
螺杆钻具产品简介
螺杆钻具+PDC钻头、螺杆钻具+ 牙轮钻头进行钻井提速在全国各 油田全面展开
螺杆钻具对ROP提速效果普遍在 30%以上，甚至超过100%
体下端及传动轴壳体上端连接。
普通直螺杆钻具的万向轴壳体无结构弯角， 而弯壳体螺杆钻具的万向轴壳体则是一个带有结
构弯角的弯壳体。
可被弯壳体 或可调弯壳 体代替
万向轴总成
活瓣式万向轴主要由活瓣、外球座、内球座、连接杆组成。
活瓣式万向轴作为一种常见的型式，其工作寿命主要受
活瓣瓣齿切割形态及表面处理工艺的影响。
马达总成
液压能
功能：当具有一定能量的压力液
进入转、定子形成的密封腔时，转子 在压力泥浆的驱动下，绕定子轴线旋 转，完成液体压力能向机械能的转化， 为钻头提供动力。
机械能
万向轴总成
万向轴总成是螺杆钻具实现造斜导向的关键部件。
挠轴式
万向轴总成 运动转换 控制造斜定向
球铰式
活瓣式
万向轴总成
万向轴总成由两个元件组成：壳体和万向轴 轴体。壳体通过上、下螺纹分别和马达定子壳
马达总成 螺杆钻具心脏 决定动力性能
马达决定性能 耐油 耐温 耐腐蚀 大扭矩
大流量
油基 高温 卤水 可钻性 携砂要求 钻井液 超高温 饱和盐水 ROP需求 动力需求
马达总成 定子是在钢管内壁上压注并粘结牢固的橡胶衬套。橡胶内孔具 有螺旋曲面的形状。
转子是一根经过机械加工并经高硬度表面处理的螺杆，其上端 是自由端，下端与万向轴相连。 转子轴线和定子轴线间有一距离，称为偏心距，一般以e 表示。