2022年螺杆钻具参数的计算 .pdf

螺杆钻具排量的计算：在井下动力钻具中，钻井液总是子上而下刘静马达的，而钻头的工作旋向有总是顺时针旋转，因此，单螺杆钻马达的的转子和定子的旋向是左旋的。钻头的转动来自转子的自转。转子自转 r=hNNz)1(2，密封线下移z，由此可求出转子的自转一周密封线的下移距离H：Hzr2可求的H=N(N+1)h（1-27）或H=NT s=（N+1）Tr（1-28）若以 As表示定子线性包容的面积，Ar 表示转子线型所包容的面积。择流过的面积AG为AG=As-Ar(1-29)螺杆马达的每转排量q（即当钻头旋转一周，流过马达的液体量）为q=A H（1-30）将式子（1-28）（1-29）带入（1-30）可得到：q=AG NT s=（As-Ar）NT s 可见每转排量去、纯粹是一个几何量，它与马达的线型、头数和定子导程有关，式子（1-30）是一个通式。对单头马达，令N=1，结合图 1-7.图图 1-19、图 2-22 中的有关参数，可写出Ar=R2As=R2+4eDr=R2AG=As-Ar=8eR=4eDrT s=2h 可得出 q=16eRh 螺杆马达理论扭矩和转速的计算：若设钻头的输出转矩为M，马达入口与出口的钻井液压力差为p，忽略马达及钻具传动轴等部件的摩擦，那么，由马达吸收的水马力与其输出功率相等，既pq=M 2 则M=srsNTAAp)(2由此同时很容易有每转排量q 和输入体积流量Q 求的无水利损失下的转速，即理论转速qQnt60螺杆钻具轴向力的计算：多线单螺杆钻具螺杆上作用的轴向力，是由于液压降所产生的轴向力和啮合力的轴向分量之和，数值是很大的。精确的计算螺杆工作时所承受的轴向力以正确的选择支承，是提高单螺杆钻具的使用寿命、工作可靠性及能量指标的重要条件之一。图 1.3 中给出单螺杆钻具和螺杆上作用轴向力的简图(略去螺杆本身重量的影响)。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -作用在螺杆端面上的液体压力降造成轴向力Gp，可按下式计算：4)(2hDpGep式中 De-h螺杆齿的平均直径Dm，它所限制的面积近似地等于啮合线所限制的面积，在该面积上作用有液体压力降。De 为螺杆的外径，mm；h 为螺杆的齿高，mm；p 液体的压力降，MPa。作用在螺杆上的理论转矩M 由下式确定：2smezTpDM（1-8）式子中：e-偏心距mm z 螺杆的线数（或齿数）Ts-衬套导程式(1-8)的转矩引起从衬套齿边来的法向作用力Nen，将它分解为啮合力的周向分量Fen 和轴向分量 Gen。轴向分量Gen 由下式计算：tgDMtgFGmtenen2（1-19）式中 在螺杆平均直径上螺旋线的斜角，（1-10）将式(1-8)的转矩 Mt 值和式(1-10)tg 值代入，得rsmenTzTpDeG式子中 Tr-螺杆导程，mm。那么，作用在螺杆上的总轴向力G 则为：rmTDtg名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -)4(rsmmenpTzeTDpDGGG名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -