Устройство и принцип работы винтового забойного двигателя

Винтовые забойные двигатели относятся к машинам объёмного (гидростатического) действия. По принципу действия ВЗД представляет собой планетарно-роторную гидравлическую машину объёмного типа с внутренним косо-зубым зацеплением.

ВЗД состоит из следующих основных узлов и деталей:

двигательной секции: включающей в себя ротор и статор;

шпиндельной секции: включающей в себя многорядную упорно-радиальную опору, радиальные опоры и торцевой сальник;

переливного клапана, соединительных и рабочих переводников.

Стальной статор внутри имеет привулканизированную резиновую обкладку с винтовыми зубьями левого направления. На стальном роторе, с хромированным покрытием, нарезаны зубья также левого направления. Число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев статора. Специальный профиль зубьев ротора и статора обеспечивает их непрерывный контакт между собой, образуя на длине шага статора еденичные рабочие камеры.

Промывочная жидкость, поступающая в двигатель от насосов, может пройти к долоту только в том случае, если ротор проворачивается относительно статора, обкатываясь под действием неуравновешенных сил.

Ротор, совершая планетарное движение, поворачивается по часовой стрелке (абсолютное движение), в то время как геометрическая ось ротора перемешается относительно оси статора против часовой стрелки (переносное движение).

За счёт разности в числах зубьев ротора и статора (передаточное соотношение в зависимости от типа ВЗД может быть 9/10, 6/7) переносное движение редуцируется в абсолютное с передаточным числом, что обеспечивает сниженную частоту врашений и высокий крутящий момент на валу двигателя.

Шпиндельная секция служит для передачи осевого усилия с бурильных труб на долото, восприятия гидравлической нагрузки и реакции забоя, снижения радиальных колебаний долота.

Переливной клапан предназначен для слива промывочной жидкости из бурильных труб при подъёме колонны с ВЗД и заполнении бурильной колонны при спуске в скважину.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Винтовой забойный двигатель доставляется на буровую в собранном виде с навернутыми предохранительными пробками.

Перед пуском в работу двигатель должен быть подвержен наружному осмотру. Особое внимание следует обратить на отсутствие трещин и вмятин на статоре и корпусе шпинделя, на состояние присоединительных резьб к бурильным трубам и к долоту, а также на плотность свинчивания промежуточных резьб, соединяющих корпусные детали двигателя.

Двигатель должен эксплуатироваться, если в качестве промывочной жидкости используется техническая вода или глинистый раствор плотностью не более 2*10 кг/м с содержанием песка не более 2% по весу, размером твердых частиц не более 1 мм., при забойной температуре не выше +100 ºС. Повышенное содержание твердых частиц в промывочной жидкости приведёт к быстрому износу рабочих органов (ротор-статор). Повышение температуры в призабойной зоне влияет на прочность эластомера статора и понижает ресурс двигателя. Буровой раствор содержащий реагенты на углеводородной основе приводит к набуханию резиновой обкладки (эластомера) статора и преждевременному выходу из строя двигателя. Дифференцальное давление, превышающее рекомендуемое максимальное рабочее значение на приводе объёмного двигателя, сокращает срок работы статора.

При эксплуатации винтовых забойных двигателей необходимо следить, чтобы количество осадка в приёмных мерниках буровых насосов не превышало 25% от объёма мерников и под ведущую бурильную трубу (квадрат) и УБТ был установлен фильтр.