物理知識螺桿鑽具階段

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一種漸進空腔型容積式孔底動力機，簡稱螺桿鑽。以泥漿、清水為動力介質，通過鑽桿中心孔輸送到孔底的螺桿鑽，實質上是把液體壓力能轉換為機械能的一種能量轉換裝置。鑽探時，螺桿鑽直接帶動連接在其孔底傳動軸上的巖心管和鑽頭回轉，整個鑽桿柱僅作為輸送高壓工作介質的通道和支撐鑽頭反扭矩的杆件，不作迴轉運動。採用螺桿鑽鑽探與常規鑽探相比有許多優點，如鑽桿磨損大幅度下降，鑽速高。它是打定向孔的主要器具，在鑽探領域已發揮作用。

19xx年，美國克利斯坦森礦山鑽探製品公司根據莫因諾原理開始研究,於19xx年首先取得成功,定名為戴納鑽蘇聯於70年代初研究成功凸型螺桿鑽;中國地礦部勘探技術研究所於80年代初研製螺桿鑽成功。至今生產螺桿鑽的國家有美國、俄羅斯、中國、德國等。

螺桿鑽最早是用來打垂直孔，現在主要用來打各種定向孔和特種工程孔(如礦井凍結孔)。最大鑽孔深度達9023米。目前世界上螺桿鑽最小直徑為44.5毫米，最大直徑為304.8毫米。利用螺桿鑽進行巖心鑽探時,應在驅動軸與鑽頭間加上巖心管採取巖心。

螺桿鑽由旁通閥、螺桿馬達(轉子和定子)、萬向節、軸承和驅動軸幾部分組成，其核心是螺桿馬達。在螺桿馬達轉子、定子傳動副中,定子齒數Z1比轉子齒數Z2多一個:即Z1= Z2+1。它們的齒數比通常稱為傳動比,設計時,可任意選擇(1:2,2:3,...,9:10)。設計高轉速的螺桿鑽應採用小齒數比螺桿馬達，而設計低速大扭矩的螺桿鑽應採用大齒數比螺桿馬達。隨着轉子定子齒數比的增大,其效率逐漸趨於下降;螺桿鑽的輸出扭矩取決於通過馬達的工作壓力降，輸出轉速取決於通過螺桿馬達工作介質的流量。

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