物理知識螺桿鉆具階段

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　　一種漸進(jìn)空腔型容積式孔底動力機(jī)，簡稱螺桿鉆。以泥漿、清水為動力介質(zhì)，通過鉆桿中心孔輸送到孔底的螺桿鉆，實(shí)質(zhì)上是把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。鉆探時(shí)，螺桿鉆直接帶動連接在其孔底傳動軸上的巖心管和鉆頭回轉(zhuǎn)，整個(gè)鉆桿柱僅作為輸送高壓工作介質(zhì)的通道和支撐鉆頭反扭矩的桿件，不作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。采用螺桿鉆鉆探與常規(guī)鉆探相比有許多優(yōu)點(diǎn)，如鉆桿磨損大幅度下降，鉆速高。它是打定向孔的主要器具，在鉆探領(lǐng)域已發(fā)揮作用。

　　19xx年，美國克利斯坦森礦山鉆探制品公司根據(jù)莫因諾原理開始研究,于19xx年首先取得成功,定名為戴納鉆蘇聯(lián)于70年代初研究成功凸型螺桿鉆;中國地礦部勘探技術(shù)研究所于80年代初研制螺桿鉆成功。至今生產(chǎn)螺桿鉆的國家有美國、俄羅斯、中國、德國等。

　　螺桿鉆最早是用來打垂直孔，現(xiàn)在主要用來打各種定向孔和特種工程孔(如礦井凍結(jié)孔)。最大鉆孔深度達(dá)9023米。目前世界上螺桿鉆最小直徑為44.5毫米，最大直徑為304.8毫米。利用螺桿鉆進(jìn)行巖心鉆探時(shí),應(yīng)在驅(qū)動軸與鉆頭間加上巖心管采取巖心。

　　螺桿鉆由旁通閥、螺桿馬達(dá)(轉(zhuǎn)子和定子)、萬向節(jié)、軸承和驅(qū)動軸幾部分組成，其核心是螺桿馬達(dá)。在螺桿馬達(dá)轉(zhuǎn)子、定子傳動副中,定子齒數(shù)Z1比轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z2多一個(gè):即Z1= Z2+1。它們的齒數(shù)比通常稱為傳動比,設(shè)計(jì)時(shí),可任意選擇(1:2,2:3,...,9:10)。設(shè)計(jì)高轉(zhuǎn)速的螺桿鉆應(yīng)采用小齒數(shù)比螺桿馬達(dá)，而設(shè)計(jì)低速大扭矩的`螺桿鉆應(yīng)采用大齒數(shù)比螺桿馬達(dá)。隨著轉(zhuǎn)子定子齒數(shù)比的增大,其效率逐漸趨于下降;螺桿鉆的輸出扭矩取決于通過馬達(dá)的工作壓力降，輸出轉(zhuǎn)速取決于通過螺桿馬達(dá)工作介質(zhì)的流量。

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