1.1.3 Бұрандалы түптік қозғалтқыш

Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) – гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.

1.3 - сурет – Бұрандалы түптік қозғалтқыш

БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:

- қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;

- шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;

- асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.

Болат статор ішінде айнала сол бағытты бұрандалы тісті ысытылған резеңке қоршауы бар. Болат роторда хромдалған қабатпен сол жақ бағытта тістер кесілген. Ротор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірі кем болады. Ротор мен статор тістерінің арнайы профильі статордың жұмыс камераларының бір қадам ұзындығын қалыптастыру арқылы бір-бірімен үздіксіз контактіні қамтамасыз етеді. Қозғалтқышқа сорғыдан түсетін жуу сұйықтығы теңдестірілмеген күштердің әсерінен ротор статорға қатысты бұрылған кезде ғана қашауға өтуі мумкін.

Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 9/10, 6/7 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.

Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді, гидравликалық жүктеме мен түптің реакцияларын, қашаудың радиалды тербелістерінің азаюын қабылдайды.

Артық ағынды клапаны тізбекті БТҚ-мен бірге көтеру кезінде бұрғылау құбырларынан жуу сұйығын ағызу және бұрғылау тізбегін ұңғымаға түсіру кезінде толтыру үшін арналған.

Бұрғылау қондырғысына бұрандалы түптік қозғалтқыш сақтандырғыш тығындарымен жинақталған күйде жеткізіледі.

Қозғалтқыштың жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптама жасалуы тиіс. Статор мен шпиндель корпусында жарықтар мен майысқан жерлерінің болмауына, қозғалтқыштың корпус бөліктері қосылатын бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанар жерінің резбасының жағдайына, бұрап нығайтылған аралық резбаның нығыздығына ерекше назар аударылуы қажет.

Қозғалтқыш пайдаланылуы тиіс, егер:

- жуу сұйықтығы ретінде су немесе тығыздығы 210 кг/м аспайтын балшық қолданылады;

- құрамында құм салмағы 2% -дан артық емес;

- қатты бөлшектер мөлшері 1 мм-ден кем;

- түптік температура 100 ° С артық емес.

Жуу сұйықтығының құрамында қатты бөлшектердің артуы жұмыс органдарының (ротор-статор) жылдам тозуына әкеледі. Түптік аймақта температураның өсуі статор эластомерінің қаттылығына әсер етеді және қозғалтқыш ресурсын азайтады.

Көмірсутекпен негізделген реагенттер қамтитын бұрғылау сұйықтығы статордың резеңке қаптауларының (эластомерлер) ісінуіне және қозғалтқыштың мерзiмiнен бұрын істен шығуына әкеледі.

Көлемдік қозғалтқыш жетегіндегі дифференциалдық қысым ұсынылған ең жоғары жұмыс көрсеткішінен асуы статор жұмысын қысқартады.

1.2 Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы

Бұрандалы түптік қозғалтқыштың құрылымы мысалына Д1-172 қозғалтқышын қарастырайық. Қозғалтқыш түптегі температура 120°С – тан төмен мұнай және газ ұңғымаларын диаметрі 215,9...244,5 мм қашаумен бұрғылауға арналған.

Д-172 бұрандалы түптік қозғалтқышы көлемдік (гидростатикалық) әсерлі машиналарға қарайды. Басқа түптік гидравликалық қозғалтқыштарға қарағанда бұрандалы қозғалтқыштың бірнеше артықшылықтары бар:

- қозғалтқыш білігінің жоғары айналу моментінде төмен айналу жиілігі қашау рейсына енуінің артуына мүмкіндік береді (турбиналық бұрғылау салыстырғанда);

- қозғалтқыштың жұмысы кезінде сораптардың қадаушасы қысымының өзгеруін көрсеткіштерін бақылауға мүмкіндігі бар;

- қозғалтқышта қысымның төмендеуі өнімділігі жоғары гидро - мониторлы қашауды қолдануға мүмкіндік тудырады.

Әсер етуі бойынша БТҚ ішкі бұрандалы берілісті планетарлы-роторлы көлемдік түрдегі гидравликалық машинаны ұсынады.

Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.

Бұрғылау қондырғысының сорабынан қозғалтқышқа келетін бұрғылау сұйығы қашауға ротор теңдестірілмеген гидравликалық күштердің әсерінен статорға қатысты айналған жағдайда ғана өтуі мүмкін. Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 9/10, 6/7 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.

Д-172 бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқышы құрамына келесі негізгі бөлісдер кіреді: қозғалтқыш 2 бөлімі, шпиндель 4 бөлімі, төгу клапаны 7 және кардан білігі 3. Төгу клапаны арқылы бұрғылау құбырларынан бұрғылау сұйығын тізбекті эксцентрлі (планетарлық) айналыстағы роторымен көтеру кезінде шпиндель бөлімінің білігіне ағызып жіберу жүзеге асырылады. Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді.

Қазіргі уақытта өндірісте келесі бұрандалы түптік қозғалтқыштар шығарылуда: Д1-88; Д1-127; ДЗ-172; Д4-17! Д1-195; Д2-195; ДЗ-195 (7.3 - кесте). Бұл қозғалтқыштардың құрылымы қуысында бұралу жолағы орналасқан жеңіл қуысты роторды пайдалану арқылы жетілдірілген.

Ротор салмағын азайту және кардан білігін бұралу жолағымен алмастыру қозғалтқыш ПӘК-і мен сенімділігін арттыруға мүмкіндік берді.

Бұрандалы қозғалтқыштар қондырғыға бұрандалы қауіпсіздік қалпақшаларымен жиналған түрде жеткізілуі тиіс, бұл жұмыс органдарына бөгде заттардың түсуін және бұранданың зақымдануын болдырмайды. Қозғалтқыштарды тастымалдаған кезде сүйреуге және лақтыруға рұқсат етілмейді.

Қондырғыға жеткізілген қозғалтқыш жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптамаға жіберіледі. Статор мен шпиндель корпусының жарықтары және майысқан жерлеріне, бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанатын бұрандалар жағдайына, сонымен қатар қозғалтқыштың корпустық бөлшектерін қосатын аралық бұрандалардың бекітілу тығыздығына ерекше назар аударылуы тиіс. корпустық бөлшектері мен бұрандаларында ақауы бар қозғалтқыштар жұмысқа жіберілмейді: егер бұрандалы қосылыстары толық бекітілмеген жағдайда машина кілттерімен қатайтады. Статордың шпиндельден босап кетуінің алдын алу үшін қондырғыға қосқыш аударғымен қосылған статордың төменгі бұрандасын бекітіп қатайту ұсынылады. Ұңғыға түсіруден бұрын әрбір қозғалтқыш іске қосу жеңілдігін және бұрандалы қосылыстардың герметикалығын тексеру үшін ұңғы сағасында сынақ жасалуы тиіс. Қоғалтқыш қажет бұрғылау сорабынан шыққан 2,5 МПа - дан кем қысымда бірқалыпты іске қосылуы керек. Қозғалтқыш білігінің бос жүрісі серпіліссіз және қатып қалусыз айналуы мен сораптарды өшіргенде тез тоқталтылмауы тиіс.

Қозғалтқыштты іске қосымен бірге төгу клапанының жұмысқа қабілеттілігі тексеріледі. Клапан қозғалтқышқа жіберілген жуу сұйықтығы клапан корпусының шеткі саңылауларынан ақпайтындай тығыз жабылуы керек: циркуляцияны өшіргенде клапан ашылуы керек.

Клапан ротор деңгейінен төмен түсіріп тексерілуі тиіс, әйтпесе, клапанды жабу алдында және оның ашылуында қондырғы аумағанда жуу сұйықтығын шашырату мүмкін.

Қыс уақытында қозғалтқышты іске қосу алдында болуы ол 30...40 минуттай бу немесе ыссы сумен жылытылуы тиіс. Бұрандалы қозғалтқыштар тығыздығы және тұтқырлығы әр түрлі жуу сұйықтығында жұмыс істей алады: суда (тұщы, теңіз және қабаттық), тығыздығы 2,2 г / см3 дейін сазды ерітінділерде, газдалған сұйықтықтарда. Алайда қозғалтқыштың ұзақ мерзімді және сенімді жұмысы ең алдымен бұрғылау сұйықтығын тазалау сапасына байланысты, құрамындағы құм мөлшері 0,5...1 % - дан аспауы керек. Бұрғылау сұйығының құрамында құм мөлшерінің жоғары болуы жұмысшы органдарының қарқынды тозуына әкеледі. [4]