0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое рабочая пара винтового двигателя

Винтовой забойный двигатель

Винтовой забойный двигатель (англ. positive displacement motor; mud motor; drilling motor ) — это машина объемного (гидростатического) действия. Основными элементами конструкции являются: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) применяют для бурения скважин различной глубины, широко применяются для наклонно-направленного и горизонтального бурения.

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа. [1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения. [1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создании низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот [1] .

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурении (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями [2] .

Шестеренчатый привод (через редуктор) в компрессорах

Достаточно специфичный вариант приводного механизма, который чаще всего встречается на больших высокопроизводительных компрессорных установках (от 200 до 500 кВт). Шестеренчатый привод является одним из самых надежных типов приводов, который может работать даже в самых неблагоприятных промышленных условиях: запыленность, влажность, высокая температура окружающей среды и т.д. Это один из немногих типов привода, который позволяет менять максимальное давление компрессора путем замены определенных шестерен.

+ КПД > 98%, что выше, чем у ременного привода.

+ Устойчив к пыли в окружающем воздухе.

+ Спокойный ход привода.

— Заданное передаточное число для стандартных значений давления.

— Дополнительная замена рабочего давления только через дорогостоящую замену привода.

— Дорого в случае выхода из строя.

Каталог поставляемых ВЗД

ДР-240.5.105ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-210.7.86ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-195.6.76ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-195.5.76ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

Читать еще:  Двигатель автомобиля перегревается причины

ДР-178.7.96ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-178.7.85ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-178.4.87ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-165.7.103ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-165.7.91ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок).

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-120.7.82ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-120.6.54ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-106.7.52ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-106.5.75ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-95.7.42ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

ДР-88.5.38ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

Читать еще:  Что такое плавный пуск асинхронного двигателя

Д-106.5.37ВБС

Двигатели могут быть изготовлены:

  • в прямом исполнении,
  • с регулятором угла (стандартный диапазон регулировки угла составляет 0-2°, но по заказу возможно исполнение узла в других диапазонах регулировок),
  • с жестким искривляющим переводником.

В оснащение могут быть включены верхние центраторы и гибкие верхние переводники. Двигатели могут быть укомплектованы рабочими парами с покрытием ротора карбидом вольфрама (для работы в солевых растворах), а также рабочими парами для высокотемпературных скважин.

Д-88.5.36ВБС

ВЗД Д-88.5.36ВБС представляет собой новый универсальный гидравлический забойный двигатель для:

  • бурения нефтяных и газовых скважин долотами диаметром 98,4-120,6 мм,
  • реконструкции скважин методом бурения боковых стволов шарошечными долотами, долотами PDC, в том числе бицентричными,
  • капитального ремонта скважин.

Д-76.4.36ВБС

Двигатель винтовой забойный Д-76.4.36ВБС представляет собой новый универсальный гидравлический забойный двигатель для:

  • бурения нефтяных и газовых скважин долотами диаметром,
  • капитального ремонта скважин шарошечными долотами, долотами PDC, в том числе бицентричными.

СССР является родиной турбинного бурения. Первый промышленный образец был изготовлен еще в 1922—1923 гг . Это был редукторный турбобур с одноступенчатой турбиной, начиная с 40-х годов основных техническим средством для бурения скважин являлся многоступенчатый турбобур. Широкое распространение турбинного бурения позволило получить высокие темпы роста добычи нефти и газа. [1]

Однако с увеличением средних глубин скважин, совершенствования долот и технологии роторного бурения отечественная нефтяная промышленность стала отставать по показателю проходки за рейс от мирового уровня. Так в 1981—1982 годах средняя проходка за рейс в США составляла 350 м, в то время как в СССР она не превышала 90 м. Такое отставание от США было связано с характеристикой турбобуров, которые не позволяли получать частоту вращения менее 400—500 об/мин с обеспечением необходимого крутящего момента и уровня давления насосов, и как следствие было невозможно применять современные низкооборотные шарошечные долота. И перед нефтяной промышленностью СССР встал вопрос о переходе на технологию низкооборотного бурения. [1]

Роторное бурение хоть и применялось, но технологически сильно отставало от мирового уровня: не имелось бурильных труб и буровых станков высокого технического уровня. Таким образом было принято решение о создании низкооборотного забойного двигателя для замены турбобуров. Работы по созданию опытных образцов винтовых забойных двигателей (ВЗД) начались в США и СССР в середине 60-х годов. В США первые ВЗД были альтернативой турбобурам для наклонно-направленного бурения, а в СССР они служили средством для привода низкооборотных долот [1] .

В последние годы в технике и технологии бурения скважин произошли значительные изменения: появились новые технологии в наклонно-направленном бурении (бурение горизонтальных участков, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин), распространение долот типа PDС, новейшие телеметрические системы для контроля забойных параметров во время бурения и др. И если раньше ВЗД рассматривались только как альтернативу турбобурам и их перспектива оценивалась неоднозначно, то сейчас в силу свои уникальных характеристик ВЗД стали основной частью современных технологий. В 2010 году в России выполнено ¾ всего объема бурения и ремонта скважин при помощи ВЗД и они были взяты на вооружение практически всеми российскими и зарубежными нефтегазовыми и сервисными компаниями [2] .

Признаки необходимости ремонта масляных винтовых компрессоров

Масляный винтовой компрессор нуждается в ремонте, если наблюдаются:

  • Сложности с его запуском
  • Отсутствие сжатого воздуха в выходном патрубке агрегата
  • Снижение производительности устройства
  • Чрезмерный расход масла
  • Непроизвольное срабатывание предохранительного клапана
  • Отключение аппарата термостатом или прерывателем сети
  • Поломка роторного блока
  • Повышенное давление в компрессоре

Причиной трудности с запуском винтового компрессора может быть низкая температура окружающего воздуха. Проблема решается после его прогрева.

Если устройство не перезапускается, необходимо проверить состояние всасывающего клапана – скорее всего, он загрязнен и плохо закрывается. В таком случае требуется прочистка или замена детали.

Отсутствие сжатого воздуха в выходном отверстии аппарата – признак закрытия регулятора. Чтобы устранить эту неисправность, потребуется проверить работоспособность реле давления, который подает питание на электромагнитный клапан, связанный, в свою очередь, с регулятором.

Понижение производительности компрессорного оборудования чаще всего связано с засорением регулятора. Чтобы демонтировать его для очистки, потребуется снять всасывающий фильтр.

Большой расход масла в компрессоре может быть вызван поломкой фильтра маслоотделителя или нарушением герметичности уплотнений этого фильтра. В обоих случаях проблема решается заменой деталей.

Если фильтр маслоотделителя засорился, предохранительный клапан может начать открываться непроизвольно. В таком случае требуется проверить, существует ли перепад давления между резервуаром масляного сепаратора и трубопроводом, в котором находится сжатый воздух. Если проблема есть, она решается заменой фильтра.

Отключение компрессора термостатом может происходить по несколькими причинами:

  • Температура окружающей среды слишком высока: таком случае ее следует снизить с помощью хорошей вентиляции, после чего перезагрузить аппарат
  • Охладитель масла засорился: требуется прочистить его с применением растворяющей жидкости
  • Недостаточно масла: следует долить необходимое количество
  • Термостат неисправен: деталь следует заменить на новую
Читать еще:  Двигатель 21124 как регулировать

При постоянном срабатывании прерывателя сети и отключении двигателя следует проверить напряжение и, если показатели в норме, перезапустить аппарат.

Прерыватель цепи может также срабатывать при перегреве двигателя. Если при этом режим отвода тепла не нарушен, необходимо перезапустить оборудование.

Ремонт роторного блока при его поломке возможен только в случае выхода из строя подшипников. В случае заклинивания роторов ремонт следует доверить специалистам.

Проблема повышенного давления в компрессоре может быть вызвана отсутствием команды на закрытие регулятора. В первую очередь, необходимо проверить эту деталь, а также состояние электромагнитного клапана (он должен быть закрыт). При необходимости их следует заменить.

Присоединяйтесь

  • О компании
  • Пресс-центр
  • Дилерская сеть
  • Мы и общество
  • Наши услуги
  • Отраслевые решения
  • Статьи
  • Molykote
  • MODENGY
  • DOWSIL
  • EFELE
  • PermabondMerbenit

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

2. Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов РО являются:

  • Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.
  • Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления.
  • Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

  • Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.
  • Непрерывное изменение положения контактной линии геометрического места точек касания ротора и статора в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.
  • Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью буровым раствором, который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси.

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.

Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью эластомер, выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:

  • Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.
  • Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигатели.

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя.

Шпиндель выполняется в виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых используются почти во всех серийных отечественных двигателях узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0.1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливаются переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector