LMT—Ⅰ型螺杆钻具马达试验台.doc

LMT型螺杆钻具马达试验台巴鲁军唐共民林豪林绍东摘要为了测试新购置和修复后的螺杆钻具马达密封压差，避免钻具盲目报废和盲目使用，以及为钻具能否使用提供科学依据，研制出LMT型螺杆钻具马达试验台。试验台主要由主机、水路系统、液压系统、电气控制系统和微机系统构成。介绍了试验台主要部件的结构、技术参数及特点，并对测试过程作了论述。使用表明，试验台设计合理，能满足生产和使用要求，操作方便，性能可靠，能有效地提高钻井效益。主题词螺杆钻具马达试验台结构Test stand for screw drill motors.Ba Lujun Tang Gongmin, Lin Hao, et al.(Bohai Drilling Corporation, Shengli Petroleum Administration, Dongying City, Shandong Province),CPM, 1999, 27(12): 1213In order to test the seal differential pressure in screw drill motors and avoid blind use and abandonment of drilling tools, Model LMT test stand for screw drill motors is developed. The test stand is mainly comprised of main body, water circulation system, hydraulic system, electropneumatic control system and computers. The structure, technical parameters and features of the main components of the test stand are introduced, and the test procedure is expounded. Use shows that the test stand is designed rationally and can satisfy the working requirements with convenient operation and reliable performance.Subject Concept Termsscrew drillmotortest standstructure螺杆钻具马达的理论输出扭矩与密封压差成正比，操作中通过控制钻井泵泵压(循环泵压+钻具马达密封压差)就可控制输出扭矩。当循环泵压一定时，钻井泵泵压决定马达密封压差。如果在使用前不知道马达密封压差的确定值，则钻井泵泵压的确定就有一定的盲目性或不准确性，在使用中可能出现失速问题，主要不良后果是：(1)泵压过高，需调整泵压；(2)马达转子与定子配合过松或严重磨损，需起钻更换钻具。这些都会影响钻井效率，且失速极易损坏钻具。可见，测试新购置的特别是维修后的钻具马达的密封压差，对判定钻具是否报废或是否继续使用，以及科学准确制定钻井参数，具有重要的实际意义，LMT型螺杆钻具马达试验台正是为解决上述问题而研制的。结构与技术参数1.结构LMT型螺杆钻具马达试验台主要由主机、水路系统、液压系统、电气控制系统和微机系统等构成，如图1所示。图1LMT型螺杆钻具马达试验台1电动机；2前后座总成；3连接密封头；4外接头；5电气控制系统；6微机系统；7卡持推送总成；8水路系统；9液压系统；10滚轮座架；11螺杆钻具马达；12后接头(1)主机主机由进水联接总成、卡持推送总成、滚轮座架及前后座总成构成。进水联接总成由电动机、减速器、联轴器、进水联接机构及连接密封头组成。为马达试验提供驱动力， 为试验用水提供通路，实现与马达转子连接，与定子之间形成密封，并阻止转子转动时定子的相对轴向移动。因此，要求传动平稳，密封可靠，水腔内的水不进入轴承座， 以保证轴承润滑良好和使用寿命长。为此，进水密封端采用双密封，且设置渗漏观察孔，以便密封磨损后能及时发现并更换，保证水不进入轴承座。卡持推送总成由左右卡钳、卡持及推送导向柱、推送卡持体组成。液压系统中的推送液缸连接在推送卡持体上，用于卡持推送钻具马达，克服转子转动时传递给定子的反扭矩。设计中考虑到马达在试验中不是连续作业，因而一端卡钳用螺旋副调节卡持位置，另一端卡钳用液压系统中的卡持液缸实现自动卡持。这种卡持方式使卡持力直接作用在钻具马达中心，还能适应马达椭圆度或局部磨损情况，卡钳的钳牙能均匀可靠地卡持，不会出现打滑现象。滚轮座架有4组，由座体、架体和滚轮组成，用于支承钻具马达，并使其与试验台中心同心。将滚轮置于架体上不同槽孔中就可适应不同规格的钻具马达。前后座总成用于固定上述各部件，并为其提供基准，以保证整机同心。它主要由底座、动力座、钳座及推送缸座等构成。(2)水路系统该系统由灌注泵、灌注管路、排水管路、测压仪表、控制阀件等组成，为钻具马达试验提供水液及水液排出通路。采用小排量灌注，系统内的水液可自动循环补给或排出，由此满足不同规格钻具马达对供水量的不同要求。(3)液压系统该系统由卡持液缸、推送液缸和液压动力供给部分组成，主要是给钻具马达的卡持和推送提供动力。系统的启动、卡持和推送动作，均由电气控制系统控制。(4)电气控制系统和微机系统电气控制系统用于对主机、水路系统和液压系统的集中控制。微机系统用于采集、显示并打印出测试的钻具马达密封压差，输入并打印出钻具编号、钻具马达最小和最大密封压差、操作者编号和测试日期。2.技术参数LMT型螺杆钻具马达试验台适应钻具最大规格为244mm，液压系统最大工作压力为12MPa，最大卡持力和最大推送力均为84kN，最大拉力为63kN，水路系统最大工作压力为6MPa，理论灌注流量为6m3/h，整机用电功率为68kW。LMT型螺杆钻具马达试验台的主要特点是在测试马达密封压差过程中，能自动卡持推送钻具马达，卡持可靠不打滑。测试过程将钻具马达的定子壳体与外接头连接后，放在滚轮座架上，再将钻具马达的转子与进水联接机构中的轴相连接；用卡持液缸带动卡钳夹紧定子壳体，用推送液缸推动卡持推送总成连同定子前行，直至外接头套在连接密封头上。打开水路系统中的阀门，启动灌注泵，灌注液从灌注管路进入水路系统，灌满后，多余水液从装有背压阀的排水管路中流回水池。在灌注工况下，启动电动机，通过减速器及进水联接机构的轴带动钻具马达转子转动，循环水液便从外接头端输送到后接头端，并进入水路系统。在循环工况下，关闭水路系统中的阀门。由于转子转动而使水液不断地从外接头端被输送到后接头端及与其连接的管路中，因而后接头端与水路系统阀门之间的管路中水液压力不断升高，直至定子与转子之间形成的密封空腔再不能承受过高压力而使密封失效，这时水路系统中阀门两边管路中水液压力之差便是所要测试的钻具马达密封压差。该压差可通过阀门两边的压力表读数相减得出，也可以通过微机系统显示和打印。LMT型螺杆钻具马达试验台于1998年初研制成功，在胜利石油管理局渤海钻井总公司管具分公司对新购置的和维修后的钻具马达进行了密封压差测试，并对钻具编号建档。将测试结果随被测钻具一起送交钻井队，用以指导钻井生产和科学准确地制定钻井参数，从而避免以往凭经验盲目报废钻具或下井使用造成损失，提高了钻井效益。作者单位：巴鲁军,工程师,生于1964