39. Характеристика гвинтового вибійного двигуна.

Головною характеристикою двигуна є залежність моменту від визначаючого параметру. В об’ємних двигунах крутний (обертовий) момент залежить від перепаду тиску в двигуні. Тому робоча характеристика гвинтового двигуна подається як залежність перепаду тиску, швидкості обертання вихідного вала, потужності і коефіцієнта корисної дії від моменту опору, який долає вал двигуна при його різному навантаженні.

Типова характеристика гвинтового вибійного двигуна при постійній витраті промивальної рідини має вигляд

a-режим холостого хода(М=0, n=max)б-оптимальний режим(_г=max);

в-екстремальний(ефективний)режим (N=max),г-гальмівний режим(n=0,M=max).

У міру росту моменту перепад тиску в двигуні збільшується майже лінійно, а швидкість обертання « » вала двигуна знижується спочатку незначно, а при гальмуванні – різко . Залежності зміни потужності « » двигуна і К.К.Д. « » від моменту « » мають. Коли двигун працює з максимальним К.К.Д. режим називається оптимальним, а з максимальною потужністю – екстремальним(ефективним).Збільшення навантаження на долото після досягнення екстремального режиму роботи двигуна веде до гальмування вала двигуна і до різкого погіршення його характеристики.Неефективні навантаження на долото, при яких момент, щ розвивається двигуном, менший від моменту, що забезпечує оптимальний його режим роботи.Характер зміни від моменту при будь-якій витраті промивальної рідини залишається приблизно однаковим.Значення моменту, швидкості обертання і перепаду тиску при збільшенні витрати ( ) ростуть майже лінійно, К.К.Д. – дещо зменшуються, а потужність зростає за залежністю близькою до квадратичної:

40. Турбогвинтові двигуни.

Турбогвинтовий двигун включає три основні вузли: шпиндель, турбінну секцію і гвинтовий двигун. Конструкцією передбачені різні варіанти агрегатування вказаних вузлів. У залежності від поставлених технологічних задач можуть використовуватися такі варіанти компоновки:

а) шпиндель і гвинтовий модуль;

б) шпиндель і турбінна секція та гвинтовий модуль;

в) турбінна секція та гвинтовий модуль.

Модульні турбогвинтові двигуни органічно поєднують стабільність енергетичної характеристики в часі та високу жорсткість лінії моментів, що забезпечує досягнення вищих показників роботи доліт, ніж при використанні турбобурів або гвинтових двигунів

Модульні турбогвинтові двигуни випускають таких типів:

1. Модульні турбогвинтові двигуни типу ТВД випускають діаметром 195 і 240 мм із використання серійних турбобурів, високомоментної турбіни А7ПС і серійних гвинтових пар.

2. Універсальні турбогвинтові двигуни типу ТПС-У з перетворювачем частоти обертання випускають діаметром 172 і 195 мм. Турбогвинтовий двигун компенсується взаємозамінними двома або трьома турбінними секціями з плаваючими статорами (ТПС), перетворювачем частоти обертання вихідного вала(гвинтового модуля) та шпиндельною секцією з осьовою опорою.

3. Уніфіковані модульні турбогвинтові двигуни 2ТУ – 240КД з покращеними енергетичними та експлуатаційними характеристиками комплектуються взаємозамінними уніфікованими модулями. Нижня секція являє собою односекційний турбобур ТУ-240К. Середня секція двигуна конструктивно виконана аналогічно серійній з використанням турбін зменшеної висоти точного литва(37/11 – 240 ТЛ). Верхня секція двигуна є активним гальмівним модулем, що вміщує в одному корпусі турбінну секцію і робочі органи гвинтового двигуна, які з’єднанні з допомогою зйомного торсіона. Особливістю гальмівного модуля є його повна взаємозамінність із серійною секцією. Верхня секція також оснащена турбінами зменшеної ваги.

Основна особливість турбогвинтових двигунів полягає у можливості переходу гвинтової пари з режиму роботи двигуна(ДР) в насосний режим(НР) і навпаки. Це відбувається за рахунок зміни знаку перепаду тиску нагвинтовій парі. В режимі роботи двигуна джерелом механічної енергії є тиск, створений буровим насосом, а в насосному режимі – механічна енергія, що подається з вала турбінної секції.При агрегуванні турбогвинтових двигунів можуть бути використані відроблені гвинтові пари від вибійних гвинтових двигунів. До недоліків турбогвинтових двигунів слід віднести значну (у порівнянні з ГВД ) довжину, що ускладнює їх використання при бурінні горизонтальних та сильно викривлених свердловин. Турбогвинтові двигуни мають також низький К.К.Д.(0,2 – 0,3).