Винтовой забойный двигатель. Винтовой двигатель это


ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ - это... Что такое ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ?

 ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВИНТОВОЙ двигатель (забойный) - гидравлический забойный двигатель объемного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного планетарного механизма, приводимого в действие за счет энергии промывочной жидкости.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • ВИНТОВОЕ ДВИЖЕНИЕ
  • ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР

Смотреть что такое "ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ" в других словарях:

  • винтовой двигатель — (забойный), гидравлический забойный двигатель объёмного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного планетарного механизма, приводимого в действие за счёт энергии промывочной жидкости. * * * ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ… …   Энциклопедический словарь

  • Винтовой забойный двигатель —         (a. downhole drilling motors; н. Bohrlochschraubenmotor, Strebschraubenmaschine; ф. moteur d attaque helicoidal; и. motor de atague helicoidal) гидравлич. Забойный двигатель объёмного типа, рабочие органы к рого выполнены по схеме… …   Геологическая энциклопедия

  • Забойный двигатель —         (a. face engine; н. Bohrlochsohlenantrieb; Bohrlochsohlenmotor; ф. moteur d attaque; и. motor de frente de arranque) погружная машина, преобразующая гидравлич., пневматич. или электрич. энергию, подводимую c поверхности, в механич. работу …   Геологическая энциклопедия

  • забойный двигатель — погружённый в буровую скважину двигатель, передающий вращение непосредственно породоразрушающему инструменту. Различают турбобуры, электробуры,винтовые двигатели и гидроударники. * * * ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, погруженный в буровую… …   Энциклопедический словарь

  • Компрессионный карбюраторный двигатель — Компрессионный двигатель на авиамодели …   Википедия

  • Бурение — (Drilling) Бурение это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность Бурение: на воду, цена, виды бурения, типы бурения, нефть, газ Содержание >>>>>>>>>>>>>> Бурение… …   Энциклопедия инвестора

  • Турбовинтовой самолёт — Аббревиатуры ТВД  Турбо винтовой двигатель ТРД  Турбо реактивный двигатель ТРДД  Турбо реактивный двухконтурный двигатель …   Википедия

  • ПРОПЕЛЛЕР — (англ.). Отталкиватель; двигатель; винт в аэропланах и вообще винтовой двигатель. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. пропеллер (лат. propellere гнать, толкать) воздушный винт устройство для получения… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • РВД — рукава высокого давления РВД ротор высокого давления РВД регулятор высокого давления РВД реактор с водой под давлением РВД …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • Мальцов Сергей Иванович — Мальцов, Сергей Иванович известный деятель промышленности (1810 1893). Служил в гвардейской кавалерии; был адъютантом принца Петра Ольденбургского. В 1849 г. вышел в отставку генерал майором и посвятил себя управлению своими заводами. Он создавал …   Биографический словарь

dic.academic.ru

винтовой двигатель - это... Что такое винтовой двигатель?

 винтовой двигатель винтово́й дви́гатель (забойный), гидравлический забойный двигатель объёмного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного планетарного механизма, приводимого в действие за счёт энергии промывочной жидкости.

* * *

ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВИНТОВО́Й ДВИ́ГАТЕЛЬ (забойный), гидравлический забойный двигатель (см. ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ) объемного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного планетарного механизма, приводимого в действие за счет энергии промывочной жидкости.

Энциклопедический словарь. 2009.

  • винтовое движение
  • винтовой конвейер

Смотреть что такое "винтовой двигатель" в других словарях:

  • ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ — (забойный) гидравлический забойный двигатель объемного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного планетарного механизма, приводимого в действие за счет энергии промывочной жидкости …   Большой Энциклопедический словарь

  • Винтовой забойный двигатель —         (a. downhole drilling motors; н. Bohrlochschraubenmotor, Strebschraubenmaschine; ф. moteur d attaque helicoidal; и. motor de atague helicoidal) гидравлич. Забойный двигатель объёмного типа, рабочие органы к рого выполнены по схеме… …   Геологическая энциклопедия

  • Забойный двигатель —         (a. face engine; н. Bohrlochsohlenantrieb; Bohrlochsohlenmotor; ф. moteur d attaque; и. motor de frente de arranque) погружная машина, преобразующая гидравлич., пневматич. или электрич. энергию, подводимую c поверхности, в механич. работу …   Геологическая энциклопедия

  • забойный двигатель — погружённый в буровую скважину двигатель, передающий вращение непосредственно породоразрушающему инструменту. Различают турбобуры, электробуры,винтовые двигатели и гидроударники. * * * ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, погруженный в буровую… …   Энциклопедический словарь

  • Компрессионный карбюраторный двигатель — Компрессионный двигатель на авиамодели …   Википедия

  • Бурение — (Drilling) Бурение это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность Бурение: на воду, цена, виды бурения, типы бурения, нефть, газ Содержание >>>>>>>>>>>>>> Бурение… …   Энциклопедия инвестора

  • Турбовинтовой самолёт — Аббревиатуры ТВД  Турбо винтовой двигатель ТРД  Турбо реактивный двигатель ТРДД  Турбо реактивный двухконтурный двигатель …   Википедия

  • ПРОПЕЛЛЕР — (англ.). Отталкиватель; двигатель; винт в аэропланах и вообще винтовой двигатель. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. пропеллер (лат. propellere гнать, толкать) воздушный винт устройство для получения… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • РВД — рукава высокого давления РВД ротор высокого давления РВД регулятор высокого давления РВД реактор с водой под давлением РВД …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • Мальцов Сергей Иванович — Мальцов, Сергей Иванович известный деятель промышленности (1810 1893). Служил в гвардейской кавалерии; был адъютантом принца Петра Ольденбургского. В 1849 г. вышел в отставку генерал майором и посвятил себя управлению своими заводами. Он создавал …   Биографический словарь

dic.academic.ru

Винтовой забойный двигатель Википедия

Двигатель в сборке с шарошечным долотом.

Винтовой забойный двигатель (англ. positive displacement motor; mud motor; drilling motor) — это машина объемного (гидростатического) действия. Основными элементами конструкции являются: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) применяет для бурения скважин различной глубины, широко применяются для наклонно-направленного и горизонтального бурения.

История внедрения в России

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа.[1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения.[1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создании низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот[1].

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурении (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями[2].

Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов (РО) являются:

  • Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.[3]
  • Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.[3]
  • Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления[3].

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

  • Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.[4]
  • Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.[4]
  • Непрерывное изменение положения контактной линии (геометрического места точек касания ротора и статора) в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.[4]

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью (буровым раствором), который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси[4].

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.[5]

Силовая секция двигателя.

Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью (эластомер), выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:[5]

  • Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.[4]
  • Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление[4]

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигатели.[5]

Эластомер статора.

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала (гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя).[6]

Шпиндель выполняется в виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом[6] По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых (используются почти во всех серийных отечественных двигателях) узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0,1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.[7].

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.[5]

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливаются переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД[8].

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М,, Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 202. — С. 97-99.
  2. ↑ Балденко. Ф. Д. Расчеты бурового оборудования. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 288. — 428 с.
  3. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 2002. — С. 100. — 632 с.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудывания. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. — С. 290. — 425 с.
  5. ↑ 1 2 3 4 РадиусСервис. Винтовой забойный двигатель (руководство по эксплуатации). — Редакция 1. — С. 4. — 253 с.
  6. ↑ 1 2 Балденко Ф.Д., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 58. — 375 с.
  7. ↑ Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудования.. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 295. — 428 с.
  8. ↑ Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 75. — 375 с.

Литература

wikiredia.ru

Винтовой забойный двигатель — Википедия

Двигатель в сборке с шарошечным долотом.

Винтовой забойный двигатель (англ. positive displacement motor; mud motor; drilling motor) — это машина объемного (гидростатического) действия. Основными элементами конструкции являются: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) применяет для бурения скважин различной глубины, широко применяются для наклонно-направленного и горизонтального бурения.

История внедрения в России

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа.[1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения.[1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создании низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот[1].

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурении (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями[2].

Видео по теме

Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов (РО) являются:

  • Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.[3]
  • Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.[3]
  • Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления[3].

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

  • Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.[4]
  • Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.[4]
  • Непрерывное изменение положения контактной линии (геометрического места точек касания ротора и статора) в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.[4]

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью (буровым раствором), который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси[4].

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.[5]

Силовая секция двигателя.

Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью (эластомер), выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:[5]

  • Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.[4]
  • Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление[4]

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигатели.[5]

Эластомер статора.

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала (гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя).[6]

Шпиндель выполняется в виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом[6] По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых (используются почти во всех серийных отечественных двигателях) узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0,1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.[7].

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.[5]

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливаются переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД[8].

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М,, Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 202. — С. 97-99.
  2. ↑ Балденко. Ф. Д. Расчеты бурового оборудования. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 288. — 428 с.
  3. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 2002. — С. 100. — 632 с.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудывания. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. — С. 290. — 425 с.
  5. ↑ 1 2 3 4 РадиусСервис. Винтовой забойный двигатель (руководство по эксплуатации). — Редакция 1. — С. 4. — 253 с.
  6. ↑ 1 2 Балденко Ф.Д., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 58. — 375 с.
  7. ↑ Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудования.. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 295. — 428 с.
  8. ↑ Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 75. — 375 с.

Литература

wikipedia.green

Винтовой забойный двигатель — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Винтовой забойный двигатель (англ. positive displacement motor; mud motor; drilling motor) — это машина объемного (гидростатического) действия. Основными элементами конструкции являются: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) применяет для бурения скважин различной глубины, широко применяются для наклонно-направленного и горизонтального бурения.

История внедрения в России

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа.[1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения.[1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создание низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот[1].

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурение (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями[2].

Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов (РО) являются:

  • Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.[3]
  • Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.[3]
  • Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления[3].

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

  • Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.[4]
  • Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.[4]
  • Непрерывное изменение положения контактной линии (геометрического места точек касания ротора и статора) в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.[4]

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью (буровым раствором), который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси[4].

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.[5]Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью (эластомер), выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:[5]
  • Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.[4]
  • Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление[4]

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигателе.[5]

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала (гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя).[6]

Шпиндель выполняется виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом[6] По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых (используются почти во всех серийных отечественных двигателях) узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0,1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.[7].

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.[5]

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливается переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колоны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД[8].

Напишите отзыв о статье "Винтовой забойный двигатель"

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М,, Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 202. — С. 97-99.
  2. ↑ Балденко. Ф. Д. Расчеты бурового оборудования. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 288. — 428 с.
  3. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 2002. — С. 100. — 632 с.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудывания. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. — С. 290. — 425 с.
  5. ↑ 1 2 3 4 РадиусСервис. Винтовой забойный двигатель (руководство по эксплуатации). — Редакция 1. — С. 4. — 253 с.
  6. ↑ 1 2 Балденко Ф.Д., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 58. — 375 с.
  7. ↑ Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудования.. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 295. — 428 с.
  8. ↑ Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 75. — 375 с.

Литература

Отрывок, характеризующий Винтовой забойный двигатель

– Нет, но иногда бывает кое-что другое...– почему-то забавно улыбаясь, ответила крошка. – Я в начале именно так и попалась, за что меня очень даже сильно «потрепали»... Ой, это было так глупо!.. – А как? – очень заинтересовавшись, спросила я. Стелла тут же весело ответила: – О, это было очень смешно! – и чуть подумав, добавила, – но и опасно тоже... Я искала по всем «этажам» прошлое воплощение своей бабушки, а вместо неё по её «ниточке» пришла совсем другая сущность, которая как-то сумела «скопировать» бабушкин «цветок» (видимо тоже «ключик»!) и, как только я успела обрадоваться, что наконец-то её нашла, эта незнакомая сущность меня безжалостно ударила в грудь. Да так сильно, что у меня чуть душа не улетела!.. – А как же ты от неё избавилась? – удивилась я. – Ну, если честно, я и не избавлялась... – смутилась девочка. – Я просто бабушку позвала... – А, что ты называешь «этажами»? – всё ещё не могла успокоиться я. – Ну, это разные «миры» где обитают сущности умерших... В самом красивом и высоком живут те, которые были хорошими... и, наверное, самыми сильными тоже. – Такие, как ты? – улыбнувшись, спросила я. – О, нет, конечно! Я наверное сюда по ошибке попала. – Совершенно искренне сказала девчушка. – А знаешь, что самое интересное? Из этого «этажа» мы можем ходить везде, а из других никто не может попасть сюда... Правда – интересно?.. Да, это было очень странно и очень захватывающе интересно для моего «изголодавшегося» мозга, и мне так хотелось узнать побольше!.. Может быть потому, что до этого дня мне никогда и никто ничего толком не объяснял, а просто иногда кто-то что-то давал (как например, мои «звёздные друзья»), и поэтому, даже такое, простое детское объяснение уже делало меня необычайно счастливой и заставляло ещё яростнее копаться в своих экспериментах, выводах и ошибках... как обычно, находя во всём происходящем ещё больше непонятного. Моя проблема была в том, что делать или создавать «необычное» я могла очень легко, но вся беда была в том, что я хотела ещё и понимать, как я это всё создаю... А именно это пока мне не очень-то удавалось... – А остальные «этажи»? Ты знаешь, сколько их? Они совсем другие, непохожи на этот?.. – не в состоянии остановиться, я с нетерпением заваливала Стеллу вопросами. – Ой, я тебе обещаю, мы обязательно пойдём туда погулять! Ты увидишь, как там интересно!.. Только там и опасно тоже, особенно в одном. Там такие чудища гуляют!.. Да и люди не очень приятные тоже. – Я думаю, я уже видела похожих чудищ, – кое-что вспомнив, не очень уверенно сказала я. – Вот посмотри... И я попробовала показать ей первых, встреченных в моей жизни, астральных существ, которые нападали на пьяного папу малышки Весты. – Ой, так это же такие же! А где ты их видела? На Земле?!.. – Ну, да, они пришли, когда я помогала одной хорошей маленькой девочке проститься со своим папой... – Значит, они приходят и к живым?.. – очень удивилась моя подружка. – Не знаю, Стелла. Я ещё вообще почти ничего не знаю... А так хотелось бы не ходить в потёмках и не узнавать всё только на «ощупь»... или из своего опыта, когда постоянно за это «бьют по голове»... Как ты думаешь, твоя бабушка не научила бы чему-то и меня?.. – Не знаю... Ты, наверное, должна сама у неё об этом спросить? Девочка глубоко о чём-то задумалась, потом звонко рассмеялась и весело сказала: – Это было так смешно, когда я только начала «творить»!!! Ой, ты бы знала, как это было смешно и забавно!.. Вначале, когда от меня «ушли» все, было очень грустно, и я много плакала... Я тогда ещё не знала где они, и мама, и братик... Я не знала ещё ничего. Вот тогда, видимо, бабушке стало меня жалко и она начала понемножку меня учить. И... ой, что было!.. Вначале я куда-то постоянно проваливалась, создавала всё «шиворот навыворот» и бабушке приходилось за мной почти всё время наблюдать. А потом я научилась... Даже жалко, потому что она теперь уже реже приходит... и я боюсь, что может когда-нибудь она не придёт совсем... Впервые я увидела, насколько грустно иногда бывает этой маленькой одинокой девочке, несмотря на все эти, создаваемые ею, удивительные миры!.. И какой бы она ни была счастливой и доброй «от рождения», она всё ещё оставалась всего лишь очень маленьким, всеми родными неожиданно брошенным ребёнком, который панически боялся, чтобы единственный родной человек – её бабушка – тоже бы в один прекрасный день от неё не ушла... – Ой, пожалуйста, так не думай! – воскликнула я. – Она тебя так любит! И она тебя никогда не оставит. – Да нет... она сказала, что у всех нас есть своя жизнь, и мы должны прожить её так, как каждому из нас суждено... Это грустно, правда? Но Стелла, видимо, просто не могла долго находиться в печальном состоянии, так как её личико опять радостно засветилось, и она уже совсем другим голоском спросила: – Ну что, будем смотреть дальше или ты уже всё забыла? – Ну, конечно же, будем! – как бы только что очнувшись от сна, теперь уже с большей готовностью ответила я. Я не могла ещё с уверенностью сказать, что хотя бы что-то по-настоящему понимаю. Но было невероятно интересно, и кое-какие Стеллины действия уже становились более понятными, чем это было в самом начале. Малышка на секунду сосредоточилась, и мы снова оказались во Франции, как бы начиная точно с того же самого момента, на котором недавно остановились... Опять был тот же богатый экипаж и та же самая красивая пара, которая никак не могла о чём-то договориться... Наконец-то, совершенно отчаявшись что-то своей юной и капризной даме доказать, молодой человек откинулся на спинку мерно покачивавшегося сидения и грустно произнёс: – Что ж, будь по-вашему, Маргарита, я не прошу вашей помощи более... Хотя, один лишь Бог знает, кто ещё мог бы помочь мне увидеться с Нею?.. Одного лишь мне не понять, когда же вы успели так измениться?.. И значит ли это, что мы не друзья теперь? Девушка лишь скупо улыбнулась и опять отвернулась к окошку... Она была очень красивой, но это была жестокая, холодная красота. Застывшее в её лучистых, голубых глазах нетерпеливое и, в то же время, скучающее выражение, как нельзя лучше показывало, насколько ей хотелось как можно быстрее закончить этот затянувшийся разговор. Экипаж остановился около красивого большого дома, и она, наконец, облегчённо вздохнула. – Прощайте, Аксель! – легко выпорхнув наружу, по-светски холодно произнесла она. – И разрешите мне напоследок дать вам хороший совет – перестаньте быть романтиком, вы уже не ребёнок более!.. Экипаж тронулся. Молодой человек по имени Аксель неотрывно смотрел на дорогу и грустно сам себе прошептал: – Весёлая моя «маргаритка», что же стало с тобою?.. Неужели же это всё, что от нас, повзрослев, остаётся?!.. Видение исчезло и появилось другое... Это был всё тот же самый юноша по имени Аксель, но вокруг него жила уже совершенно другая, потрясающая по своей красоте «реальность», которая больше походила на какую-то ненастоящую, неправдоподобную мечту... Тысячи свечей головокружительно сверкали в огромных зеркалах какого-то сказочного зала. Видимо, это был чей-то очень богатый дворец, возможно даже королевский... Невероятное множество «в пух и в прах» разодетых гостей стояли, сидели и гуляли в этом чудесном зале, ослепительно друг другу улыбаясь и, время от времени, как один, оглядываясь на тяжёлую, золочёную дверь, чего-то ожидая. Где-то тихо играла музыка, прелестные дамы, одна красивее другой, порхали, как разноцветные бабочки под восхищёнными взглядами так же сногсшибательно разодетых мужчин. Всё кругом сверкало, искрилось, сияло отблесками самых разных драгоценных камней, мягко шуршали шелка, кокетливо покачивались огромные замысловатые парики, усыпанные сказочными цветами... Аксель стоял, прислонившись к мраморной колонне и отсутствующим взглядом наблюдал всю эту блестящую, яркую толпу, оставаясь совершенно равнодушным ко всем её прелестям, и чувствовалось, что, так же, как и все остальные, он чего-то ждал. Наконец-то всё вокруг пришло в движение, и вся эта великолепно разодетая толпа, как по мановению волшебной палочки, разделилась на две части, образуя ровно посередине очень широкий, «бальный» проход. А по этому проходу медленно двигалась совершенно потрясающая женщина... Вернее, двигалась пара, но мужчина рядом с ней был таким простодушным и невзрачным, что, несмотря на его великолепную одежду, весь его облик просто стушёвывался рядом с его потрясающей партнёршей. Красавица дама была похожа на весну – её голубое платье было сплошь вышито причудливыми райскими птицами и изумительными, серебристо-розовыми цветами, а целые гирлянды настоящих живых цветов хрупким розовым облачком покоились на её шелковистых, замысловато уложенных, пепельных волосах. Множество ниток нежного жемчуга обвивали её длинную шею, и буквально светились, оттенённые необычайной белизной её изумительной кожи. Огромные сверкающие голубые глаза приветливо смотрели на окружающих её людей. Она счастливо улыбалась и была потрясающе красивой....

o-ili-v.ru

Винтовой забойный двигатель - Gpedia, Your Encyclopedia

Двигатель в сборке с шарошечным долотом.

Винтовой забойный двигатель (англ. positive displacement motor; mud motor; drilling motor) — это машина объемного (гидростатического) действия. Основными элементами конструкции являются: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) применяет для бурения скважин различной глубины, широко применяются для наклонно-направленного и горизонтального бурения.

История внедрения в России

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа.[1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения.[1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создании низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот[1].

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурении (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями[2].

Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов (РО) являются:

  • Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.[3]
  • Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.[3]
  • Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления[3].

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

  • Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.[4]
  • Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.[4]
  • Непрерывное изменение положения контактной линии (геометрического места точек касания ротора и статора) в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.[4]

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью (буровым раствором), который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси[4].

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.[5]

Силовая секция двигателя.

Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью (эластомер), выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:[5]

  • Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.[4]
  • Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление[4]

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигатели.[5]

Эластомер статора.

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала (гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя).[6]

Шпиндель выполняется в виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом[6] По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых (используются почти во всех серийных отечественных двигателях) узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0,1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.[7].

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.[5]

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливаются переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД[8].

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М,, Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 202. — С. 97-99.
  2. ↑ Балденко. Ф. Д. Расчеты бурового оборудования. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 288. — 428 с.
  3. ↑ 1 2 3 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.. — Недра-Бизнесцентер, 2002. — С. 100. — 632 с.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудывания. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. — С. 290. — 425 с.
  5. ↑ 1 2 3 4 РадиусСервис. Винтовой забойный двигатель (руководство по эксплуатации). — Редакция 1. — С. 4. — 253 с.
  6. ↑ 1 2 Балденко Ф.Д., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 58. — 375 с.
  7. ↑ Балденко Ф.Д. Расчеты бурового оборудования.. — РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина., 2012. — С. 295. — 428 с.
  8. ↑ Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. Справочное пособие.. — Издательство Недра, 1999. — С. 75. — 375 с.

Литература

www.gpedia.com

Винтовой двигатель

 

(72) Авторы изобретения

С.С. Никомаров, А.И. Кочнев и Ю.В. Захаров

Пермский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского института буровой техники (7!) Заявитель (54) ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным двигателям.

По основному авт.св. У 440498 известен винтовой двигатель, включающий корпус, статор с эластичной обкладкой и ротор, снабженный цилиндрическими катками fl).

Однако в этом винтовом двигатвле задача гашения перекашивающего момента решена лишь частично, поскольку усилие, прижимающее верхний конец ротора к обкладке статора в зоне наиболее полного контакта их зубьев„ воспринимается верхним катком, и усйлие, отжимающее нижнюю часть ротора от обкладки статора в этой зоне, нижним катком воспринято быть не может. В результате перекос ротора полностью не устраняется и это снижает долговечность и перегрузочную способность двигателя.

Цель изобретения - повышение долговечности и нагрузочной способности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что ротор снабжен маховиком, жестко

S связанным с его нижним концом.

На чертеже изображен винтовой двигатель, продольный, разрез.

Винтовой двигатель содержит кор"

>4 пус 1, в расточке которого установлен статор 2 с эластичной обкладкой, внутри обкладки статора эксцентрично размещен ротор 3, винтовые зубья которого взаимодействуют с зубьями

1 статора. Ао концам ротор снабжен цилиндрическими катками 4 и 5, которые обкатываются по внутренним цилиндрическим поверхностям корпуса, выполненным соосно Ао отношению к обкладке статора. В нижней части ротора размещен маховик 6. Передача крутящего момента от ротора 3 к выходному валу 7 двигателя осущест3, 9 вляется посредством двухшарнирного карданного вала 8.

При работе двигателя на холостом ходу, когда перепад давления на двигателе ЬР и перекашивающий момент И п Р минимальны, а центробежная сила от переносного движения ротора и маховика имеет максимальную величину, катки 4 и передают радиальную нагрузку на опорные поверхности, выполненные в корпусе.

Величина перекашивающего момента определяется зависимостью: ст

Я. м пер= +Г Югер)9

A где ЬР- перепад давления в рабочих и органах, кг/см ;

D

Т - шаг винтовой линии статора, см.

По мере нагружения двигателя ne" .репад давления и перекашивающий момент на роторе возрастают, при этом нагрузка на каток 4 возрастает, а «а каток 5 - уменьшается. Масса тп маховика 6 и плечо его центра масс относительно верхнего катка 4 выбраны таким образом, что в режиме максимальной мощности двигателя,. являющемся границей зоны его устойчивой работы, центробежная сила на маховике создает момент, противодействующий перекашивающему моменту и превышающий его по величине. Это требование выражается следующей зависимостью:

2 5 ЬРЭс Т ст

1т Ъ

8 1 «(2 рот) где 0 и 8 - соответственно, средСф ний диаметр и эксцентриситет ротора, см;

388 ф

+ рот - число зубьев ротора;

Тс, - шаг винтовой линии статора, см;

4 " расстояние между цент5 ром масс маховика и верхним катком, см;

ЬР - соответственно, переип пад давления (кг/см ) и скорость вращения

1Е двигателя (об/мин)

s режиме максимальной мощности °

Выполнение маховика с массой по приведенному выражению обеспечивает

1З компенсацию перекашивающего момента во всем рабочем диапазоне режимов работы двигателя - от холостого хода до режима максимальной мощности.

Использование предлагаемого изоб2В ретения позволяет увеличить долговечность винтового забойного двигателя, а также повысить его нагрузочную способность в рабочей зоне характеристики двигателя (от холостого

25 хода до режима максимальной мощности) за счет устранения перекосов ротора от гидравлических сил. формула изобретения

Винтовой двигатель по авт.св. 0 446498, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыз аения долговечности и нагрузочной способности двигателя, ротор снабжен маховиком, жестко связанным с его нижним концом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 448498, кл. Е 21 В 3/12, 19?2.

9"3388 тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5060/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Сергачев

Редактор И. Касарда Техред И. Гергель Корректор А. Ференц

   

www.findpatent.ru