Motorul de închidere a șurubului: caracteristici, dispozitiv, reguli de funcționare

Industria de petrol și gaze necesită echipamente speciale. Pentru a organiza ciclul de lucru este adesea folosit motoarele cu șuruburi (PDM)

Echipamentul special are o serie de caracteristici tehnice speciale. Pentru ca unitatea să îndeplinească integral funcțiile care îi sunt atribuite, trebuie să fie selectată corespunzător în conformitate cu condițiile de funcționare existente. Pentru aceasta, este necesar să înțelegem dispozitivul designului PDM, precum și regulile de aplicare a acestuia la diverse obiecte.

Caracteristici generale

Înșurubați motorul cu gaura de fund Se utilizează în industria extractivă pentru a fora puțuri adânci, direcționale, orizontale și verticale. Vă permite să forați plutele din nisip, zăcăminte de sare, poduri de ciment.

Pentru ca motorul să-și poată îndeplini funcțiile, are un anumit cuplu. În funcție de caracteristicile sale tehnice, echipamentul poate distruge rocile la viteza necesară. Aceasta asigură o eficiență ridicată a ciclului tehnologic.

Diametrul PDM poate fi de la 54 la 230 mm. Construcția folosește dinți puternici, dar elastici. Acest lucru permite asigurarea unei rigidități ridicate a structurii de îndoire, pentru a reduce scurgerea lichidelor în timpul pompării lor.

Producția de motoare cu șuruburi cu filet a început în 1962. A fost produs de producătorul american Dine-Drill. Era o pompă cu un singur șurub. Un design similar a fost inventat în 1930 de către inginerul francez Moano.

Caracteristicile primului HDR diferă oarecum de unitățile moderne. El a furnizat o foraj eficient în gaura. În același timp, viteza a fost de 200 rpm. În 1966, inginerii locali au creat un ansamblu caracterizat printr-un ritm liniștit. A reușit să ajusteze viteza de la 100 la 200 de rotații pe minut.

În timp, dispozitivul a fost îmbunătățit. Au existat multe soiuri de astfel de echipamente. Ele sunt utilizate în diverse ramuri ale industriei extractive. Pentru a asigura o forare adecvată în diferite condiții, proiectarea și funcționarea PDM pot diferi ușor. Cu toate acestea, principiul principal al muncii rămâne același pentru toate soiurile.

desen

Proiectarea echipamentului prezentat poate fi ușor diferită. De exemplu, puteți lua în considerare dispozitivul motorului cu șurub cu șurub DR 95. Acest dispozitiv este un echipament rotor simetric. La lucrările sale se utilizează o unelte de tip oblic. Mecanismul este condus de presiunea lichidului care este furnizat.

Proiectul constă dintr-o unitate motor, precum și o parte de lucru. Primul element al sistemului este componenta principală de alimentare. Caracteristicile sale depind de caracteristicile operaționale ale echipamentului. Acestea includ puterea, eficiența, cuplul, precum și viteza rotorului.

Ansamblul motor constă dintr-un stator (corp) și o inserție cu filet elastomeric. Rotorul este angajat pentru el. Fluidul începe să se rotească. Teaca elastică împarte camera în două cavități. Este fabricat din cauciuc durabil, rezistent la uzură. Atunci când particulele abrazive ating suprafața materialului, acesta nu se prăbușește.

Pentru muncitori caracteristicile unui motor cu filet mulți factori influențează. Structura rotorului are forma unui burghiu. Acoperirea sa este foarte durabilă, realizată din oțel aliat. Numărul de dinți de la rotor este unul mai mic decât cel al statorului. Ansamblul motor are o anumită tensiune a angrenajului. Depinde de caracteristicile fluidului de lucru, de temperatura de funcționare etc.

Elementele de operare sunt reprezentate de un nod de fus și un dispozitiv de reglare a unghiului. Primul dintre ele transmite cuplul la scula de lucru. Se supune unor sarcini axiale semnificative. Unitatea axului are un corp și două suporturi. Un arbore este atașat la ele. Nodul poate fi deschis sau închis.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare a motorului cu șuruburi este determinată de caracteristicile de proiectare. Acestea sunt mașini rotative tridimensionale. Statorul motorului lor cu cavități se învecinează cu camerele de joasă și înaltă presiune. Rotorul cu șurub este cel care conduce. Prin aceasta se transmite cuplul mecanism de acționare.

Suruburile de închidere se numesc elementele slave ale structurii. Compactă motorul. Cu ajutorul contactorilor, lichidul din camera cu presiune ridicată este împiedicat să intre în compartiment cu o presiune scăzută.

Lichidul circulă în interiorul structurii prin piesele de lucru. Această mișcare este posibilă datorită scăderii presiunii. În același timp, cuplul este aplicat rotorului. Elementele cu filet ale corpurilor de lucru sunt închise reciproc. Se separă zonele de înaltă și joasă presiune.

prin urmare principiul funcționării motorului cu șuruburi similar cu activitatea tipurilor de echipamente cu pistoane. În organele de lucru ale PDM se creează porți separate. Pentru a face acest lucru, numărul de dinți ai statorului este determinat de un număr mare, decât rotorul (elementul intern). Lungimea elementelor de lucru nu poate fi mai mică decât pasul suprafeței elicoidale a elementului exterior. Aceasta determină funcționarea normală a sistemului. Iar raportul dintre treptele suprafețelor exterioare și interioare ale șurubului este proporțional cu raportul dintre numărul de dinți. Profilele lor sunt caracterizate printr-o formă îndoită reciproc. Acest lucru le permite să fie în contact continuu la orice parte a ambreiajului.

Multiplicitatea este unul dintre parametrii principali ai funcționării echipamentului. PDM-urile din producția internă au organisme de lucru cu mai multe intrări. Companiile străine produc motoarele prezentate cu una sau mai multe abordări rotoare.

clasificare

În conformitate cu diverși factori, clasificarea motoarelor cu furtunuri cu filet. Pe baza cererii, există trei categorii principale de PDM:

1. Unități de foraj în direcție verticală. Ei au execuție directă. Diametrul exterior al acestor agregate este cuprins între 172 și 240 mm.
2. Echipament de foraj orizontal si directional. Asemenea motoare au un aspect răsucite. Diametrul poate fi de la 76 la 240 mm.
3. Aparate de reparație și restaurare. Ei au execuție directă. Diametrul exterior este de la 43 la 127 mm.

Unitățile de alimentare pot avea o parte activă de până la 550 cm lungime. Motorul de închidere a tijei 105, 127, 88, 76, 43 mm pot fi executate direct. Sunt produse și dispozitive cu posibilitatea de reglare a unghiului de înclinare. Acest lucru permite de asemenea o foraj înclinat sau orizontal. Unitățile de alimentare sunt folosite pentru a crea o fantă verticală. Diametrul lor exterior, puterea ar trebui să fie mai mare. Dimensiunile pentru astfel de unități nu pot fi mai mici de 178 mm.

Variantele cele mai simple și necostisitoare ale echipamentului prezentat sunt FDD-ul pentru lucrul cu bine. Acestea sunt unități fiabile, echipate cu transmisie de torsiune, montanți din cauciuc.

Echipamentul pentru găurire este echipat suplimentar cu ansambluri anti-urgență. Acest lucru vă permite să excludeți părăsirea pieselor pe fața în caz de defecțiune. Compartimentele de angrenaje ale motoarelor pentru înclinare și găurire orizontală au în compoziție suporturi de carbură radială. Lagărele lor au o capacitate mare de încărcare.

Filtrele, dispozitivele de calibrare, centralele, supapele de reversie și supracurent pot fi adăugate la proiectarea PDM. De asemenea, în setul de livrare pot fi incluse diferite piese de schimb.

Numărul de secțiuni

Înșurubați motorul cu gaura de fund poate avea una, două sau trei secțiuni. Aceasta determină caracteristicile designului și funcționării dispozitivului. Soiurile cu secțiune unică sunt indicate cu litera "D". Acestea constau dintr-o secțiune de ax și de motor. De asemenea, în proiect există o supapă de supracurent.

Structurile cu o singură secțiune au un design direct și sunt utilizate cel mai adesea pentru repararea puțurilor. Datorită caracteristicilor mecanismului, este posibilă folosirea forajului de etanșare specială cu picături de presiune pe bit la 8-10 MPa. Constructii cu sectiune unica sunt fabricate in tara si in strainatate. Ele sunt utilizate pe scară largă în industriile extractive moderne.

secțională șuruburi pentru motoarele de foraj pot avea anumite caracteristici de design. Utilizarea lor este considerată mai potrivită. Soiurile cu secțiune unică își pierd în mod semnificativ caracteristicile energetice atunci când sunt purtate perechi de șuruburi.

Tipurile multisecționale de echipamente sunt acum mai populare. Datorită particularităților designului lor, sarcinile pe cuplurile de lucru sunt reduse. De asemenea, reduce consumul de noroi de foraj. În funcție de clasa lor, există 2 litere în desemnare. Motoarele tip "DS" pot fi utilizate pentru forarea tunelurilor înclinate și verticale în diverse scopuri. lor noroi de foraj nu poate avea o temperatură mai mare de 373 K.

Seria "DG" este mai scurtă. Puterea și resursele necesare sunt furnizate de o secțiune de alimentare în două etape. În astfel de desene, se folosesc diferite mecanisme de curbură a corpului. Poate fi echipat cu dispozitive de centrare.

Seria "TO" este reprezentată de deviatori. Ei au o sub-curba sub. Unghiul de curbură al secțiunii axului este neregulat. Folosit pentru a crea tuneluri înclinate. Dispozitive precum "DR" au un regulator al unghiului de curbură.

Variante turbopropulsoare

Sunt relativ noi tipuri de echipamente turbine-șurub motoare de fund. Acestea se caracterizează prin rezistență ridicată și eficiență energetică ridicată. Această varietate de unități este uneori menționată în clasa turbodrills a cutiei de viteze.

Perechea cu șurub este atribuită funcției unui reductor și a unui stabilizator. Acest lucru permite ca bitul să fie optimizat sub sarcină. Proiectarea tipurilor de șuruburi cu turbină este foarte complexă. Când îl creați, aveți nevoie de o mulțime de materiale. Prin urmare, costul echipamentelor prezentate rămâne ridicat. Cu toate acestea, viața sa profesională depășește soiurile obișnuite ale PDM-urilor.

Peretele cu șurub al unităților prezentate poate fi montat deasupra compartimentului turbinei sau între acesta și compartimentul de tambur. Prima opțiune este mai simplă. Agregatul constă dintr-un singur nod de joncțiune în acest caz. A doua versiune a perechii de șuruburi este mai puțin fiabilă datorită complexității sale. Aici este necesar să se creeze două noduri rotative comune.

Caracteristicile PDM-urilor

Caracteristicile forajului cu motoare cu șuruburi determină caracteristicile acestora. Ele trebuie luate în considerare pentru alegerea corectă a parametrilor de foraj. Condițiile pentru găurirea stabilă trebuie menținute pe parcursul întregului proces de producție. Astăzi, BPM sunt îmbunătățite în conformitate cu cerințele existente ale companiilor de extracție.

Caracteristicile echipamentului se îmbunătățesc constant. Acest lucru ne permite să aplicăm corect noile tehnologii în industria extractivă. În lumea de astăzi sunt utilizate unități reglabile de pompe. Forarea poate fi efectuată în direcții înclinate și orizontale. Se utilizează de asemenea o metodă care utilizează tuburi continue. Pentru a asigura productivitatea ridicată a noilor procese, caracteristicile echipamentului sunt investigate în diferite moduri.

La elaborarea unui program de foraj, teste de laborator PDM. Aceasta vă permite să identificați parametrii de performanță actuali. Acest lucru implică costuri suplimentare pentru producător. Cu toate acestea, echipamentul este utilizat mai eficient. Ciclurile de producție sunt organizate în armonie. Cu privire la presiunea care este prezentă în coloană, puteți controla sarcina bitului. Acest lucru implică o creștere a eficienței forajului.

Motoarele cu șuruburi pentru găurirea puțurilor pot avea caracteristici statice sau dinamice. În primul caz, se reflectă dependența dintre variabilele observate în regimurile staționare. Caracteristicile dinamice reflectă raportul indicatorilor în regimurile instabile. Acestea sunt cauzate de inerția proceselor observate.

Bench și caracteristicile de sarcină

Găurirea cu motoare cu filet impune respectarea regulilor și reglementărilor stabilite de producătorul de echipamente. Ele sunt determinate de caracteristicile bancului sau de sarcină. În primul caz, funcția de cuplu este testată în producție. Caracteristicile încărcăturii sunt determinate după testele de laborator pentru anumite condiții de creare a puțurilor.

Pe măsură ce crește cuplul, se creează o anumită scădere de presiune. Acest indicator crește liniar. Viteza de rotație la începutul testului scade ușor. Când se apropie o oprire completă, căderea se produce brusc. Curbele eficienței și puterii totale au o formă extremă.

Testarea se efectuează în patru moduri principale (optime, inactiv, extrem și frâne). Modul de funcționare al PDM pentru cercetare în condiții de producție este condițiile extreme. În conformitate cu acest mod, sunt indicate datele privind pașaportul echipamentului.

Se consideră optimă dacă unitatea este utilizată în moduri care sunt deplasate spre stânga din condiții de funcționare extreme. Cuplul în acest caz va fi mai puțin important. În modul de operare extrem, este determinată fractura cea mai eficientă a rocii. Limita acestui mod trece lângă zona de stabilitate a dispozitivului. Cu o creștere suplimentară a sarcinii găurire cu motoare cu șuruburi se oprește. Apare modul de frânare.

Caracteristicile funcționării

Pe baza rezultatelor testării, caracteristicile echipamentului instalat reguli de funcționare a motoarelor cu șuruburi. În perioada rece, mecanismul este încălzit de abur sau de apă caldă. Lichidul de spălare trebuie să aibă un anumit nivel de vâscozitate și densitate. Nu trebuie să conțină nisip.

Când dispozitivul este coborât la o adâncime de 10-15 m, este necesar să porniți pompa, clătiți zona sondei. Motorul nu se oprește în acest moment. Dacă dăltura este nouă, este necesar să se execute la o sarcină axială mică.

Instrumentul este introdus bine în fântână. Nu ar trebui să fie nimiciți. Periodic, se efectuează rotația PDM. Este necesară setarea corectă a debitului lichidului de spălare. Pentru aceasta, este necesar să se ia în considerare caracteristicile de curățare a feței.

În procesul de lucru, perechea de lucru se îndepărtează treptat. Pentru a asigura o eficiență ridicată cu funcționarea motorului cu șuruburi, este necesară creșterea ratei de spălare. Ar trebui să fie cu 20-25% mai mare la sfârșitul locului de muncă, comparativ cu nivelul inițial.

Pentru a vă asigura că motorul nu acumulează nămol, este necesar să spălați bine înainte de creșterea capacității sau creșterea acesteia atunci când bitul este înlocuit. Numai după aceea, scula se ridică peste zona de jos la 10-12 m. După aceasta, este posibilă oprirea pompei și deschiderea zăvorului.

De asemenea, în timpul funcționării echipamentului, este necesară verificarea funcționării acestuia. Motorul este trimis pentru întreținere la frecvența setată. Cu o scădere a puterii sale, caracteristicile de performanță, echipamentul este trimis pentru reparații. Această procedură este, de asemenea, necesară atunci când clearance-ul axului este mărit. De asemenea, procedura de întreținere a motorului se efectuează atunci când este pătată sau nu poate să pornească peste puț.

În concluzie

Înșurubați motorul cu gaura de fund trebuie să aibă o anumită rată de curgere a lichidului de spălare. Cu cât mai multe lame are rotorul, cu atât este mai mare cantitatea de spălare necesară în timpul funcționării echipamentului. Cu toate acestea, acest lucru duce la o creștere a uzurii unității.

Când nu există nicio încărcătură a echipamentului (când se ridică din puț), presiunea din interior scade. Dacă rotorul este suspendat, aduceți echipamentul mai greu. Acest lucru necesită o cantitate mare de energie.

Atunci când încărcătura pe PDM crește, apare o scădere de presiune la începutul procedurii. Cu toate acestea, acesta este restabilit atunci când rotorul este netratat.

La operarea unității este necesar să se țină seama de presiunea maximă admisă în unitatea de lucru. Dacă linia specificată este depășită, elastomerul se deformează. Cuplul va fi pierdut. În același timp, lucrarea nu se poate mișca înainte, iar lichidul de lucru va fi uscat prin motor.

Cele mai mici pierderi de presiune de lucru sunt observate cu o creștere a suprafeței secțiunii transversale a bitiului. Dacă mărimea acestuia scade, există o uzură rapidă a lagărelor. Fluxul de lichid nu are timp să se răcească.

Luând în considerare ceea ce este șurub motor de golire, caracteristicile sale principale și condițiile de aplicare, este posibil să alegeți corect modelul corect al echipamentului.