螺杆钻具参数的计算.doc

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1、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=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：可求的H=N(N+1)h（1-27）或H=NTs=（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=AH（1-30）将式子（1-28）（1-29）带入（1-30）可得到：q=AGNTs=（A

2、s-Ar）NTs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=4eDrTs=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，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q=M·2则M=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，即理论转速螺杆钻具轴向力的计算：多线单螺杆钻具螺

3、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)。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：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；Δp—液体的压力降，MPa。作用在螺杆上的理论转矩M由下式确定：（1-8）式子中：e-偏心距mmz—

4、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：（1-19）式中β—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)tgβ值代入，得式子中Tr----螺杆导程，mm。那么，作用在螺杆上的总轴向力G则为：