36. Винтовые забойные двигатели: назначение, устройство, и конструкции, принцип работы, условные обозначения, основные параметры.

Винтовые забойные гидравлические двигатели предназначены для бурения глубоких вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважин различного назначения, в т. ч. с отбором керна, разбуривания цементных мостов, песчаных пробок, отложений солей в обсадных и НКТ при капитальном ремонте эксплуатационных скважин.

Устройство:

Состоит их трех основных частей: двигателей секции, шпиндельной и переливного клапана. Эти части соединены между собой с помощью конических резьб. Двигательная секция включает в себя статор и ротор; гибкий или карданный вал и переводники. В шпиндельной секции размещены опоры, функции аналогичны функциям опор турбобура.

По принципу действия представляет собой планетарно-роторную гидромашину объемного типа действия с внутренним козозубым зацеплением. Основными деталями двигателя является неподвижный статор и планетарно вращяющийся ротор. Статор – деталь, состоящая из стального корпуса и привулканизированной резиновой обкладки. Внутренняя часть представляет собой зубчатым венец с винтовыми зубьями с нарезками специального ротора. При установившемся статоре ось ротора смещяется на величенуэксентриситета, равную половине высоты зуба, относительно оси статора.

1. Статор

2. Ротор

Применение резины в качестве материала оплавки статора позволяет компенсировать погрешности изготовления ротора и статора по профилю, диаметрам, прямолинейности оси, одновременно с этим создает необходимое уплотнение, натяг рабочей пары, из-за превышения диаметра ротора над внешним диаметром статора. Также использование пары «металл-резина» позволяет достичь высокой износостойкости рабочей пары при использовании образивосодержащих бурильных растворов.

Процесс работы:

Винтовые зубья ротора и статора непрерывно контактируя между собой делят рабочий обьем на ряд полостей. Полости, гидравлически связанные с плоскостями высокого и низкого давления называются камерами. А полости, отделенные от полостей высокого и низкого давления называют шлюзами.

Рабочие камеры, образованные поверхностями ротора и статора, должны быть взаимоогибаемы, отделены друг от друга в течении всего рабочего цикла. Профили должны находится в непрерывном контакте между собой в любой фазе зацепления.

В каждом поперечном сечении рабочих органов на длине шага ротора возникает неуравновешанная гидравлическая сила, действующая на ротор, суммирую эти гидровлические силы, получается вращающий момент ротора и сила, вызывая возникновение перекашивающегося момента.

Основные параметры ВЗД (Д2-195)

Расход жидкости, дм³/с 35-40

Частота вращения, мин^-1 140-170

Перепад давления, МПа 6-7

Вращающий момент, кН х м 6,5-8

Длина, мм 6900

Масса , кг 1140

37. Электробуры: назначение, устройство конструкции, принцип работы, условные обозначения, основные параметры.

Назначение: Электробур выступает в качестве очень чувствительного датчика забойного процесса, реагирующего на все изменения и отклонения при бурении, что позволяет оперативно осуществлять процесс управления.

Преимущество:

1.      обладает каналом связи, который может быть использован для телеметрии;

2.      независимость частоты вращения от нагрузки на долото момента и других параметров от количества подаваемой жидкости, её плотности и физических свойств и глубины скважины;

3.      постоянство частоты вращения, большая перегрузочная способность электродвигателя;

4.      возможность контроля кривизны, отклонения ствола скважины и процесса работы с поверхности земли;

5.      электробурение обладает необходимыми средствами для осуществления автоматизации процесса бурения.

Недостатки:

1.      необходимость одновременной подачи к забою двух видов энергии – электрической и гидравлической;

2.      сложность конструкции;

3.      электрический кабель снижает площадь сечения бурильной колонны, что приводит к большим гидравлическим потерям (сопротивлениям).

Конструкция электробура:

Электробур – это цилиндрический герметичный маслонаполненный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором из нескольких секций.

Корпус статора – труба с соединительным резьбами и концами, в которую запрессованы пакеты магнитной стали. Последние служат для уменьшения электрических потерь с статора в местах установки подшипников вала ротора.

В пакетах ротора имеются пазы, в которых заложена обмотка. Концы её соединены с кабелем, имеющий контактный стержень, который расположен в верхнем переводнике электробура.

На пустотелом валу насажены пакеты ротора, собранные из шихтованной листовой немагнитной стали, с алюминиевой обмоткой типа “беличье колесо”. Каждый пакет – это небольшой коротко замкнутый ротор. Между пакетами устанавливается радиальный шарикоподшипник. Осевая нагрузка от веса ротора воспринимается нижним подшипником.

Герметизация двигателя осуществляется сальниковыми уплотнителями, установленными в нижней и верхней его частях, и уплотнением соединений корпусов. Давление масла двигателя должно превышать давление бурильного раствора 0,2…0,3 МПа. Для этого в верхнем корпусе устанавливается лубрикаторы, которые позволяют иметь запас масла и компенсировать его утечку при эксплуатации, и регулируют объем масла внутри электродвигатель при изменение температуры, что исключает опасность повышения давления и разрушения сальников.

Принцип работы: Электробур с долотом спускается в скважину на бурильных трубах, через которые прокачивается промывочная жидкость. Электроэнергия к электробуру подводится по кабелю, вмонтированному в бурильные трубы.

У словное обозначение

Основные параметры (мм)

Диаметрэлектробура	Диаметрдолота	Диаметрэлектробура	Диаметрдолота
127	146	240	269,9; 295,3
164	187,3; 190,5	290	От 349,2 до 393,7
190	212,7; 215,9; 244,5

Диаметрэлектробура, мм	Глубина бурения, м, не более	Максимальная осевая нагрузка, кН (тс), не более
127	7000	100 (10)
164	6000	250 (25)
190	6000	300 (30)
240	5000	400 (40)
290	3500	450 (45)

Удельную массу электробура М_у, кг/кВт × ч, следует вычислять по формуле

М_у= ,

гдеМ_с- масса сухого изделия, кг;

Р - мощность, кВт;

Т_р.п. - полный ресурс, ч.