Сравнение двигателей типа 1:2 и многогребневых

 

Из-за различных конструктивных особенностей, перечисленных выше, двига­тели 1:2 и многогребневые имеют существенно различные рабочие характеристики. Они могут быть под итожены следующим образом :

Более широкие границы диапазона скорости потока и потери давления на долоте для многогребневых двигателей позволяет оптимизировать гидравлику долота.

Более высокий выходной крутящий момент уменьшает вероятность выхода на предельное давление при использовании высокомоментных долот. Это так же дает возможность применения больших диаметров бурового инструмента (расширителей, долот большего диаметра и т.п.) под двигателем.

При той же самой выходной мощности двигатель типа 1:2 должен быть сущест­венно длиннее (и иметь большее число ступеней) чем многогребневый двигатель того же наружнего диаметра.

В таблице 4-2 представлены спецификации для многогребневого и 1:2 двигате­лей с наружным диаметром 7 3/4”, которые иллюстрируют разницу между ними.

 

Конфигурация	1:2	9:10
Диапазон размеров ствола скважины,  мм.	250,8 — 311,2	250,8 — 374,7
Длина,  м.	6,16	7,41
Максимальная нагрузка на долото,  кг.	9072	29483
Максимальная потеря давления на долоте,  атм.	34,5	103,4
Минимальная скорость потока,  л/сек.	18,9	12,6
Максимальная скорость потока, л/сек.	28,4	41,0
Максимальная скорость потока через ротор,  л/сек.	—	50,5
Скорость вращения вала	275 — 415 об/мин	55- 185 об/мин
Максимальный крутящий момент ,  кг м	159	622 — 830
Максимальная потеря давления на моторе ,  атм.	24,8	55,2
Количество ступеней	3	2

 

Таблица 4-2

 

 

Гидравлическое противодавление.

 

Во всех моторах ВЗД обратное давление, создаваемое потоком раствора, прохо­дящего через двигателей и подшипники создает гидравлическую нагрузку, направлен­ную вниз, вдоль оси (W_t)

При бурении, на долото со стороны забоя действует сила, равная эффективной нагрузке на долото (WOB) и направленная в верх. Разница этих двух сил уравновеши­вается комплектом опорных подшипников и передается на корпус мотора.

W_t  < WOB означает, что нагружены верхние подшипники

W_t  =WOB означает, что существует баланс (подшипники не нагружены)

W_t  >WOB означает, что нагружены нижние подшипники.

Для продления моторесурса подшипникам, необходимо балансировать W_t и WOB на столько, на сколько это возможно. Во многих программах желательно совмес­тить гидравлику долота с эффективной нагрузки на долото для получения наилучших результатов бурения. На практике это труднодостижимо. Когда потери давления на долоте высоки, эффективная нагрузка на долото, необходимая для компенсации гид­равлической нагрузки может превысить рекомендованную нагрузку на двигатель и до­лото. Полезны графики гидравлической нагрузки для оптимизации жизни подшипни­ков.

Важно отметить, однако, что при использовании ВЗД в скользящем режиме (без вращения),  величина эффективной нагрузки на долото, вычисленная на основании ве­личины нагрузки на крюке, не является точной из-за того, что величина трения о стенки забоя оказывается достаточно высокой. В такой ситуации единственным надеж­ным указателем величины крутящего момента двигателя является давление насосов.

Поддерживая дифференциальное давление двигателя в специфическом узком диапазоне (меньше допустимой максимальной величины), можно оптимизировать ско­рость проходки.