隨著世界石油天然氣需求量的增加和常規石油天然氣產量的下降，具有巨大資源潛力的非常規石油越來越受到各國的重視。目前我國能源形勢嚴峻，對國外油氣的依賴程度逐年提高。一旦國際形勢發生變化，將嚴重威脅我國的能源安全。非常規石油和天然氣的儲量遠遠超過常規油氣儲量，而非常規天然氣的3種主要類型---- 致密氣、煤層氣和頁巖氣---- 僅僅是常規天然氣可采資源的3到4倍。非常規石油和天然氣資源總量巨大，對保障能源安全、穩定能源供應具有重要意義。

頁巖氣是從有機頁巖中提取的一種非常規天然氣。主要儲存在頁巖烴源巖中，如頁巖夾層和粉砂巖中。頁巖氣作為我國新能源領域的重點開發對象，其開發利用得到了國家的高度重視。螺桿鉆機是頁巖氣開采的關鍵設備之一。改善常規螺桿鉆機的性能，可以有效地提高頁巖氣開采效率。

耐油基。普通油氣田的開采工作介質為水基鉆井液，而頁巖是脆性礦物，遇水膨脹，若采用水基鉆井液則容易出現導致井眼垮塌，并且水基鉆井液易引起交通堵塞，影響企業產能。因此，目前我國國內研究頁巖氣開采技術主要采用油基鉆井液。常規螺桿鉆具在含有需要大量生物柴油成分的油基鉆井液環境下，由于其內部的橡膠復合材料方面不具備耐油基性能，易使橡膠發展產生一個較大的體積膨脹，從而可以降低螺桿鉆具的物理學習機械系統性能，導致橡膠剝落，對螺桿鉆具的使用網絡壽命問題具有相對較大社會影響。

耐高溫性。在鉆井過程中，垂直井深的增加和地層溫度梯度的異常會導致井底溫度的升高。高溫會加重各種不利因素對定子橡膠的損傷，降低電機的使用壽命。因此，螺桿鉆具中的定子橡膠必須具有一定的耐熱性，以適應井底的高溫環境。橡膠的高分子結構、硫化體系、抗老化劑和增塑劑決定了橡膠的耐溫性。對于螺桿鉆機用丁腈橡膠，最重要的是選擇合適的硫化體系。

高扭矩。螺桿扭矩越大，可以在現場施加更大的鉆頭，以提供更穩定的速度和更大的破巖能力，從而提高機械鉆速。另外，扭矩大的螺桿不易堵塞鉆頭，使用壽命也會延長。

長壽命。頁巖氣開采過程中，井身軌跡復雜，負荷不斷變化，對螺桿鉆具存在一定的軸向和徑向沖擊載荷，且常規螺桿鉆具傳動軸一般采用鉆井液潤滑，對軸承存在磨損，影響螺桿鉆具的使用壽命。因此，迫切需要提高螺桿鉆具的工作可靠性，延長其在頁巖氣開采過程中的工作壽命。