摘要：本文通过对近些年螺杆钻具井下事故的统计进行分析，归纳出三种常见的事故类型，针对三种事故类型发生原因采取了有效的预防措施，并有针对性地对螺杆钻具结构设计、修复工艺进行技术改进，并对螺杆钻具进行分级，根据井型设计进行发放，井队严格按使用要求进行施工作业，显著提高了钻具使用的安全性，大幅度降低了螺杆钻具井下事故率。

摘要：等壁厚螺杆钻具是近年来研制成功的一种新型螺杆钻具,具有单级密封压力高、转速低、扭矩大、曲率半径小、使用寿命长、耐高温和使用更加安全可靠等技术优势,适合在常规生产井、深井、斜井和定向井中使用,但国内刚处于试验研究阶段。在介绍等壁厚螺杆钻具国内外发展现状、基本结构与设计要点的基础上,指出了等壁厚螺杆的技术特点及与常规螺杆的主要区别,并在2个区块、相同井型进行了2种不同形式螺杆钻具的应用试验。现场数据分析表明,等壁厚螺杆钻具在不维修情况下,累计下井使用时间平均193h,比常规螺杆提高40%以上,机械钻速提高22%。等壁厚螺杆钻具的使用寿命比常规螺杆钻具长,且能有效提高机械钻速、缩短建井周期,可以推广应用。

摘要：在钻井工作时,螺杆钻具通常承受大幅波动的轴向载荷,推力轴承作为传动轴总成的重要组成部分,是最易损坏失效的部位之一,这是由推力轴承的自身结构和工作环境决定的。利用有限元软件ANSYS-Workbench对常规LZ172螺杆的推力轴承的受力情况进行了仿真分析。结果表明:推力轴承顶层滚球应力峰值最大,波动也最为剧烈,这表明顶层滚球最易损坏,多层推力轴承分析应该着重考虑顶层滚球的应力分布情况;高钻压情况下,滚球的应力峰值迅速增加,各个滚球承担载荷不均的情况更明显,应尽量避免高钻压钻进;随着滚球直径的磨损,滚球应力峰值存在大幅波动,设计新型滚球推力轴承串时,可以优先考虑滚球直径18.4mm,相同载荷情况下可以降低推力轴承滚球的应力峰值。设计了一种螺杆钻具用圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承的应力峰值相对于滚球轴承大幅减小,该轴承可承受更大的轴向载荷,可以降低螺杆钻具发生井下事故的几率。

摘要：针对螺杆钻具性能试验的需要,研制了20kN.m螺杆钻具试验台。该试验台由台架主机、加载系统、循环系统和测试系统4大部分组成。加载系统由2台10kN.m的磁粉制动器串联构成,可对φ95～260mm规格的螺杆钻具进行全工况性能试验。试验台采用计算机系统自动实现扭矩加载,调节循环流量,采集扭矩、转速、压差、流量、温度等数据,输出螺杆钻具的性能参数表格和特性曲线。实际应用表明,20kN.m螺杆钻具试验台设计合理,测试数据全面、准确,测试过程自动化程度高,完全能满足生产厂家及油田现场对螺杆钻具性能检测的需要。

摘要：研究了多头螺杆钻具定子及其衬套的变形规律和应力分布,对其应力和应变的分布情况作了理论分析;研究了静压和压差耦合作用(实际工况)下,定子与转子啮合引起橡胶衬套的变形和应力的变化。对等壁厚定子及其衬套进行有限元分析,并与常规定子衬套的有限元结果对比,得出了其力学性能和密封性能优势的量化。结果表明:均匀压力下,等壁厚衬套的法相变形比常规衬套减小约50%且变化均匀;静压和压差耦合作用下,等壁厚定子衬套比常规定子衬套的临界接触压力大,减小速度慢;提高了螺杆钻具的工作性能和密封能力,为等壁厚定转子的优化设计提供了理论基础。

摘要：随着石油工业的发展,定向井数量的增加,对螺杆钻具的性能要求越来越高,低速、大扭矩、长寿命成为发展方向。本文探究了螺杆钻具的工作原理、结构以及设计和应用。

摘要：针对5LZ172-Ⅱ型螺杆钻具使用寿命短,难以满足施工要求的问题,通过改进旁通阀结构、研制等壁厚定子及配套转子、采用油密封传动轴以及挠轴等结构,研制出5LZ172-Ⅲ型高性能长寿命螺杆钻具。现场应用情况表明,5LZ172-Ⅲ型螺杆钻具在钻井液大排量条件下使用寿命为316 h,该钻具在多口井的应用中均获得了260 h以上的长寿命,同时减少了钻井过程中不必要的起下钻作业,提高了机械钻速,缩短了建井周期。

摘要：钻井过程中螺杆钻具断落事故时有发生,对于螺杆钻具外筒壳体脱扣、转子断裂抽芯等事故形成的轻质“落鱼”,使用常规卡瓦打捞筒作业时的适用性不足、打捞成功率低。基于此,设计了螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒,通过打捞筒的锥形导向面驱动上卡瓦、中卡瓦和下卡瓦共轭环空收缩卡紧,实现对该类“落鱼”的有效打捞。三卡瓦的偏心排布结构设计,增加了有效夹持面积,提高了打捞筒对螺杆钻具的综合打捞力。结合打捞筒的工作原理,建立了卡瓦常规夹持力和挤压夹持力的计算公式,对比得出三卡瓦偏心打捞筒所需的卡瓦常规夹持应力可减少50.46%,捞牙咬深可减少13.92%。试制的打捞筒在施工现场进行了打捞实践,表明其结构设计合理,打捞性能可靠。

摘要：随着石油工业的发展,定向井数量的增加,对螺杆钻具的需求量越来越大。而同时各大油田为了节省钻井成本,均开始出现螺杆钻具以租代购的经营模式,对钻具的整体性能也要求更加高,租赁出现的时间难以统计,对结算和钻具维修保养都带来了一定的困难。为了解决螺杆钻具使用时间的统计,结合螺杆钻具的结构及工作原理设计开发了螺杆钻具使用时间记录仪。

摘要：螺杆钻具是由多个可以旋转的转轴通过万向联轴器连接成的一个轴系,主要用来传递转矩从而带动钻头运动。但是在安装或者在万向联轴器自身磨损消耗下,钻具会出现轴线上的不对中,进而引发一系列故障,比如螺杆钻具的螺杆马达转子联轴器偏移、轴承移动、转轴发生形变、油膜失稳等,导致机器发生振动并造成一系列的危害。因此,在实验室条件下,研究井下动力钻具不对中的故障产生机理,掌握不同故障的特征,并及时进行故障诊断,对减小或避免由于转子联轴器不对中而产生的故障具有十分重要的意义。本文借助于DHRMT双跨转子台高度模拟井下的钻具故障,设置转子不对中的不同故障类型,通过实验获得钻具转子不对中故障造成的振动特征,为井下动力钻具设计及改进提供参考依据。