邱自学, 王璐璐， 徐永和， 王 涛， 郑天池

(1南通大学机械工程学院 2盐城市新永佳石油机械制造有限公司)

高速发展的全球经济，推动着世界各国对煤、石油、天然气等常规能源的需求不断增加。目前，常规能源开采已达70%以上，能源供需矛盾不断升级。页岩气、水溶气、致密砂岩气等非常规能源逐渐得到人们的广泛关注[1]。页岩气是从有机质泥页岩中开采出来的非常规天然气，大多储存在页岩烃源岩地层中，如泥页岩和粉砂质岩类的夹层中[2-3]。据国外调查评估，全球页岩气资源总量约为716.4×1012m3，其中我国页岩气储量约为36.1×1012m3[4]。页岩气作为我国新能源领域的重点开发对象，已写入“十三五”规划，其开发与利用得到了国家的高度重视。

螺杆钻具是页岩气开采的关键设备之一，在目前的页岩气开采过程中逐渐体现出一定的技术不适应性，如机械转速低、质量不稳定、寿命较短等问题，对页岩气产能造成了一定的影响[5]。因此，页岩气高效开发的关键之一是改善常规螺杆钻具的各项工作性能[6]。

为了加快页岩气的开发进程，提高页岩气开采效率，研制和优化页岩气开采用螺杆钻具已成为行业的研究热点。本文结合页岩气开采的特殊性和复杂性，总结了页岩气开采用螺杆钻具的性能要求和发展趋势，为页岩气开采用螺杆钻具的深入研究奠定了良好的基础。

一、螺杆钻具的发展进程

公元前，阿基米德发明了螺旋水泵，利用螺旋线把水输送到高处；20世纪30年代，法国工程师Rene. Moneau根据阿基米德螺旋泵的原理，成功研制出单螺杆泵[7]；……