定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先近的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。
 
　　定向井广泛使用的井下工具主要有PDC钻头、井下动力钻具、无磁钻铤、井下测量仪器等。螺杆钻具是最常用的井下动力钻具，MWD(无线随钻测斜仪)则是最常用的井下测量仪器。目前使用寿命在十天以上的PDC钻头技术已比较成熟，而MWD的电池使用寿命也大多在十天左右，甚至带井下发电机的MWD也开始应用。螺杆钻具的使用寿命一般为80～200小时，这直接影响着钻井进度(因为更换螺杆钻具会频繁起钻)，同时也制约着超长寿命钻头及井下测量仪器的发展。因此，加强研制与开发高寿命螺杆钻具至关重要。
 
　　螺杆钻具及其短寿原因
 
　　螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转换为机械能的容积式井下动力钻具。它主要由旁通阀、螺杆马达(转子和定子)、万向轴、传动轴几部分组成，其核心是螺杆马达与传动轴。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。钻探时，螺杆钻具直接带动连接在其孔底传动轴上的钻头回转，整个钻柱仅作为输送高压工作介质的通道和支撑钻头反扭矩的杆件，不作回转运动。采用螺杆钻探与常规钻探相比有许多优点，如钻杆磨损大幅度下降，钻速高。它是打定向井的主要器具，在钻探领域发挥着重要作用。
 
　　影响螺杆钻具使用寿命的薄弱部件主要是轴承易损坏，万向轴不耐磨，定子橡胶容易脱落。因此，如何提高轴承寿命，减少万向轴的磨损，增强定子橡胶的稳定性，对于提高螺杆钻具使用寿命至关重要。目前螺杆钻具传动轴轴承主要使用的是推力轴承，也是最容易损坏的部件。由于钻井时，整套轴承都浸泡在泥浆里，使得轴承滚珠很容易磨损，而目前使用的轴承材料主要为轴承钢，钢的特性决定其耐磨性及耐腐蚀性较差。
 
　　陶瓷轴承在传动轴的应用
 
　　陶瓷球轴承针对国防工业中恶劣环境下的调整、重载、低温、无润滑工况而开发，是新材料、新工艺、新结构的完美结合。将其转化为民用技术，陶瓷轴承可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域。陶瓷轴承的性能价格比远远优于全钢轴承，寿命可比现在使用的轴承寿命提高3倍以上。与轴承钢性能比较，自重是轴承钢的30%～40%，可减少因离心力产生的动体载荷的增加和打滑。因耐磨，转速是轴承钢的1.3～1.5倍，可减少因高速旋转产生的沟道表面损伤。弹性模量高于轴承钢的1.5倍，受力弹性小，可减少因载菏高所产生的变形。硬度是轴承钢的1倍，可减少磨损。抗压是轴承钢的5～7倍。热膨胀系数小于轴承钢20%。摩擦系数小于轴承钢的30%，可减少因摩擦产生的热量，可减少因高温引起的轴承提前剥落失效。抗拉、抗弯与金属同等。
 
　　由于陶瓷轴承具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性，所以将其应用于螺杆钻具会大幅提高传动轴性能及使用寿命。
 
　　万向轴与马达定子、转子也是螺杆钻具容易坏的部件，由于转子目前都采用钢材料，钻井时转子大部分重量都压到万向轴及定子塑胶部分，这就使得万向轴、定子塑胶承受压力过大，更容易磨损。转子和万向轴都浸泡在泥浆里，转子也容易被腐蚀。
 
　　铝合金在马达的应用
 
　　铝合金是指以铝为基的总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
 
　　铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。不同牌号的铝合金有不同的用途，根据螺杆钻具的型号及应用情况选择合适的铝合金材料作为马达转子(表面采用镀铬处理)，可以有效减轻转子重量，减轻对定子塑胶及万向轴的压力，同时提高转子的耐腐蚀性能，从而提高螺杆钻具马达及万向轴的使用寿命。


 

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