N Винтовые забойные двигатели. Назначение и область применения. Гидромеханика винтовой пары

См. рис. на листе

Винтовые забойные двигатели предназначены для бурения вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин и для проведения ремонтно-восстановительных работ в эксплутационных колоннах.

Винтовые двигатели могут работать на промывочных жидкостях различной плотности и вязкости: на воде (пресной, морской и пластовой), глинистых растворах плотностью до 2,2 г/см3, аэрированных жидкостях. Однако длительная и безотказная работа двигателя зависит прежде всего от качества очистки промывочной жидкости, содержание песка в которой не должно превышать 0,5…1%. Повышенное содержание песка в промывочной жидкости приводит к интенсивному износу рабочих органов.

Особенности бурения винтовыми забойными двигателями

При спуске двигателя в скважину за 10…15 м от забоя следует включить буровой насос и промыть призабойную зону скважины.

Принцип действия ВЗД

Винтовые двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам.

Согласно общей теории винтовых роторных гидравлических машин элементами рабочих органов (РО) являются:

1) статор двигателя с полостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления;

2) ротор-винт, носящий название ведущего, через который крутящий момент передается исполнительному механизму;

3) замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, т.е. препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления.

В одновинтовых гидромашинах используются механизмы, в которых замыкатель образуется лишь двумя деталями, находящимися в постоянном взаимодействии, - статором и ротором.

При циркуляции жидкости через РО в результате действия перепада давления на роторе двигателя вырабатывается крутящий момент, причем винтовые поверхности РО взаимно замыкаясь, разобщают область высокого давления и область низкого давления. Следовательно, по принципу действия винтовые двигатели аналогичны поршневым, у которых имеется винтообразный поршень, непрерывно перемещающийся в цилиндре вдоль оси двигателя.

 

N Рабочий режим турбобура и винтового забойного двигателя

Рабочий режим ГЗД

Рабочие параметры	Турбобур	ВЗД
Крутящий момент	0,5 МТ	0,3 МТ
Частота вращения	0,5 nx	0,85 nx
Мощность	max	max
КПД	max	max
Коэффициент запаса крутящего момента	2 – 2,5	3 – 3,5

При выборе ГЗД необходимо стремиться к тому, чтобы параметры рабочего режима двигателя были адекватны оптимальному режиму работы долота