Wkręcić silnik wiertniczy: charakterystyka, urządzenie, zasady działania

Przemysł naftowy i gazowy potrzebuje specjalnego sprzętu. Często stosuje się organizację cyklu pracy śrubowy silnik wiertniczy (PDM)). Uczestniczy w procesie wydobywania płynnych i gazowych, a także stałych minerałów, a także może być stosowany w procesie naprawy istniejących odwiertów.

Specjalne wyposażenie ma wiele specjalnychcharakterystyka techniczna. Aby jednostka mogła w pełni wykonywać przypisane jej funkcje, musi być odpowiednio dobrana zgodnie z istniejącymi warunkami pracy. W tym celu konieczne jest zrozumienie urządzenia projektu PDM, a także zasad jego stosowania do różnych obiektów.

Ogólna charakterystyka

Wkręcić silnik wiertnicy jest stosowany w przemyśle wydobywczym dlawiercenie studni głębinowych, kierunkowych, poziomych i pionowych. Pozwala na wiercenie korków z piasku, osadów solnych, mostów cementowych.

Aby silnik mógł wykonywać swoje funkcje, należyma określony moment obrotowy. W zależności od parametrów technicznych, sprzęt może niszczyć skały o wymaganej prędkości. Zapewnia to wysoką efektywność cyklu technologicznego.

Średnica PDM może wynosić od 54 do 230 mm. W konstrukcji zastosowano mocne, ale elastyczne zęby. Pozwala to na zapewnienie wysokiej sztywności konstrukcji do gięcia, w celu zmniejszenia wycieku cieczy podczas ich pompowania.

Produkcja śrubowych silników wiertniczych rozpoczął się w 1962 roku. Został wyprodukowany przez amerykańskiego producenta Dine-Drill. To była pompa z pojedynczą śrubą. Podobny projekt wymyślił w 1930 r. Francuski inżynier Moano.

Charakterystyka pierwszego HDR była nieco innaod nowoczesnych agregatów. Zapewnił skuteczne wiercenie otworów wiertniczych. W tym samym czasie jego prędkość wynosiła 200 obrotów na minutę. W 1966 roku inżynierowie krajowi stworzyli zespół, który charakteryzował się spokojnym tempem. Był w stanie dostosować prędkość od 100 do 200 obrotów na minutę.

Z biegiem czasu urządzenie uległo poprawie. Było wiele odmian tego sprzętu. Są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu wydobywczego. Aby zapewnić prawidłowe wiercenie w różnych warunkach, konstrukcja i działanie PDM mogą się nieznacznie różnić. Jednak główna zasada pracy pozostaje taka sama dla wszystkich odmian.

Budowa

Wygląd prezentowanego wyposażenia może się nieznacznie różnić. Na przykład możesz rozważyć urządzenie ślimakowego silnika wiertniczego DR 95. To urządzenie jest symetrycznym wyposażeniem wirnika. W swojej pracy używa się przekładni ukośnej. Mechanizm jest napędzany ciśnieniem dostarczanej cieczy.

Projekt składa się z zespołu silnika, orazczęść robocza. Pierwszym elementem systemu jest główny składnik mocy. Cechą charakterystyczną sprzętu jest jego charakterystyka. Należą do nich moc, sprawność, moment obrotowy, a także prędkość wirnika.

Zespół silnika składa się ze stojana (obudowy) iwkładka elastomerowa z gwintem. Wirnik jest do tego przystosowany. Płyn zaczyna się obracać. Elastyczna osłona dzieli komorę na dwie wnęki. Wykonany jest z wytrzymałej gumy, odpornej na zużycie. Kiedy cząstki ścierne uderzają w powierzchnię materiału, nie zapadają się.

Dla pracowników charakterystyka śrubowego silnika wiertniczego wpływ na wiele czynników. Struktura wirnika ma postać wiertła. Jego powłoka jest bardzo trwała, wykonana ze stali stopowej. Liczba zębów przy wirniku jest o jeden mniejsza niż w stojanie. Zespół silnika ma pewne napięcie przekładni. Zależy od charakterystyki płynu roboczego, temperatury roboczej itp.

Ciała robocze są reprezentowane przez węzeł wrzeciona iRegulator kąta. Pierwszy z nich przenosi moment obrotowy na narzędzie robocze. Występują znaczne obciążenia osiowe. Jednostka wrzeciona ma korpus i dwie podpory. Do nich przymocowany jest wał. Węzeł może być otwarty lub zamknięty.

Zasada działania

Zasada działania ślimakowego silnika wiertniczego zależy od cech projektu. Są to trójwymiarowe maszyny rotacyjne. Stojan silnika z wnękami sąsiaduje z komorami niskiego i wysokiego ciśnienia. Wirnik śrubowy jest wiodącym. Poprzez to moment obrotowy jest przekazywany do siłownika.

Śruby zamykające nazywane są elementami podrzędnymistruktura. Oni kompaktują silnik. Za pomocą styczników zapobiega się przedostawaniu się płynu z komory pod wysokim ciśnieniem do komory przy niskim ciśnieniu.

Ciecz krąży wewnątrz struktury przezciał roboczych. Ten ruch jest możliwy z powodu spadku ciśnienia. Jednocześnie moment obrotowy jest przykładany do wirnika. Elementy śrubowe korpusów roboczych są wzajemnie zamknięte. Oddzielają obszary wysokiego i niskiego ciśnienia.

Dlatego zasada działania silnika wiertnicy śrubowej podobne do pracy odmian tłokówsprzęt. W ciałach roboczych PDM tworzone są oddzielne bramki. Aby to zrobić, liczba zębów stojana jest określona przez dużą, niż wirnika (element wewnętrzny). Długość elementów roboczych nie może być mniejsza niż skok spiralnej powierzchni elementu zewnętrznego. Określa to normalne funkcjonowanie systemu. A stosunek kroków zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni śruby jest proporcjonalny do stosunku liczby zębów. Ich profile charakteryzują się wzajemnie zgiętym kształtem. Pozwala to na ciągły kontakt w dowolnej części sprzęgła.

Wielość jest jednym z głównych parametrówdziałanie sprzętu. PDM produkcji krajowej mają wielozakładowe ciała robocze. Zagraniczne firmy produkują prezentowane silniki z jednym lub kilkoma podejściami rotora.

Klasyfikacja

Zgodnie z różnymi czynnikami, klasyfikacja śrubowych silników wiertniczych. Na podstawie wniosku istnieją trzy główne kategorie PDM:

1. Urządzenia do wiercenia w kierunku pionowym. Mają bezpośrednie wykonanie. Zewnętrzna średnica takich agregatów wynosi od 172 do 240 mm.
2. Sprzęt do wiercenia poziomego i kierunkowego. Takie silniki mają skręcony układ. Średnica może wynosić od 76 do 240 mm.
3. Urządzenia do napraw i prac konserwatorskich. Mają bezpośrednie wykonanie. Zewnętrzna średnica wynosi od 43 do 127 mm.

Jednostki napędowe mogą mieć aktywną część do 550 cm długości. Wkręcić silnik wiertniczy 105, 127, 88, 76, 43 mm można wykonać bezpośrednio. Produkowane są również urządzenia z możliwością regulacji kąta nachylenia. Umożliwia to również wiercenie pochyłe lub poziome. Jednostki mocy służą do tworzenia pionowej studni. Ich średnica zewnętrzna, moc powinna być większa. Wymiary takich jednostek nie mogą być mniejsze niż 178 mm.

Najprostsze i najtańsze odmianyPrezentowanym sprzętem jest BPM do rekonwalescencji. Są to niezawodne jednostki, wyposażone w przekładnię skrętną, gumowe zaczepy.

Sprzęt do wiercenia jest dodatkowo wyposażonywęzły przeciw wypadkowe. Pozwala to na wykluczenie pozostawienia części na twarzy w przypadku awarii. Wrzeciona przedziałów silników do przechylania i wiercenia poziomego mają w swoim składzie nośniki z węglika radialnego. Ich łożyska mają dużą nośność.

Filtry-łapacze zawiesin, kalibratory, centralizery, zawory zwrotne i przelewowe mogą być dodane do projektu PDM. Również w zestawie dostawy mogą znajdować się różne części zamienne.

Liczba sekcji

Wkręcić silnik wiertnicy może mieć jedną, dwie lub trzy sekcje. Określa to cechy projektu i działania urządzenia. Odmiany o jednym przekroju oznaczone są literą "D". Składają się z sekcji wrzeciona i silnika. Również w konstrukcji znajduje się zawór przelewowy.

Struktury o pojedynczej sekcji mają bezpośredniewykonanie i są najczęściej używane do naprawy studni. Ze względu na cechy mechanizmu, możliwe jest zastosowanie specjalnych wierceń uszczelniających przy spadku ciśnienia na końcówce do 8-10 MPa. Konstrukcje jednosekcyjne produkowane są w naszym kraju i za granicą. Są szeroko stosowane w nowoczesnych przemysłach wydobywczych.

Przekrój wkręcanie silników wiertniczych w otwory wiertnicze może mieć pewne cechy konstrukcyjne. Ich stosowanie jest uważane za bardziej odpowiednie. Odmiany o jednym przekroju znacznie tracą swoją charakterystykę energetyczną, gdy są zużyte pary śrub.

Wielościenne typy urządzeń już dziśsą bardziej popularne. Ze względu na specyfikę ich konstrukcji zmniejsza się obciążenie pracujących par. Zmniejsza również zużycie płuczki wiertniczej. W zależności od klasy w oznaczeniu znajdują się 2 litery. Silniki typu "DS" mogą być wykorzystywane do wiercenia tuneli pochyłych i pionowych do różnych celów. Ich płuczka wiertnicza nie może mieć temperatury wyższej niż 373 K.

Seria "DG" jest krótsza. Wymagana moc i zasoby są dostarczane przez dwuetapową sekcję mocy. W takich projektach stosuje się różne mechanizmy skrzywienia ciała. Może być wyposażony w urządzenia centrujące.

Seria "TO" jest reprezentowana przez dewiatorów. Mają twardą krzywą sub. Kąt krzywizny sekcji wrzeciona jest nieuregulowany. Służy do tworzenia pochyłych tuneli. Urządzenia takie jak "DR" mają regulator kąta krzywizny.

Wersje turbośmigłowe

Stosunkowo nowy rodzaj sprzętu to turbodoładowanie silników wiertniczych. Charakteryzują się wysoką odpornością i wysoką energooszczędnością. Ta różnorodność jednostek jest czasami określana jako klasa turbodoładowań skrzyni biegów.

Para śrub jest przypisana do funkcji reduktora istabilizator. Pozwala to na optymalizację bitu pod obciążeniem. Konstrukcja typów ślimaków turbinowych jest bardzo złożona. Kiedy ją tworzysz, potrzebujesz dużo materiału. Dlatego koszt prezentowanego sprzętu pozostaje wysoki. Jednak jego żywotność przekracza zwykłe odmiany PDM.

Para śrub prezentowanych jednostek możeZamontuj nad sekcją turbiny lub między nią a przedziałem wrzeciona. Pierwsza opcja jest prostsza. W tym przypadku agregat składa się tylko z jednego węzła skrzyżowania. Druga wersja pary śrub jest mniej niezawodna ze względu na swoją złożoność. Tutaj konieczne jest utworzenie dwóch węzłów obrotowych.

Charakterystyka PDM

Funkcje wiercenia za pomocą śrubowych silników wiertniczych określić ich cechy. Należy je wziąć pod uwagę przy prawidłowym doborze parametrów wiercenia. Warunki stabilnego wiercenia muszą być zachowane w całym procesie produkcyjnym. Obecnie BPMs są ulepszane zgodnie z istniejącymi wymaganiami firm wydobywczych.

Charakterystyka sprzętu stale się poprawia. Pozwala nam to na prawidłowe stosowanie nowych technologii w przemyśle wydobywczym. W dzisiejszym świecie stosowane są regulowane napędy pomp. Wiercenie można wykonywać w pochylonych i poziomych kierunkach. Stosuje się również metodę z użyciem rur ciągłych. Aby zapewnić wysoką produktywność nowych procesów, właściwości sprzętu są badane na różne sposoby.

Podczas opracowywania programu wierceniatesty ławkowe. Pozwala to na identyfikację ich rzeczywistych parametrów wydajności. To pociąga za sobą dodatkowe koszty dla producenta. Jednak sprzęt jest wykorzystywany bardziej wydajnie. Cykle produkcyjne są zorganizowane w harmonii. Na ciśnienie, które jest obecne w pionie, możesz kontrolować obciążenie bitu. Pociąga to za sobą wzrost wydajności wiercenia.

Przykręcanie silników wiertniczych do wiercenia studni może mieć charakter statyczny lub dynamicznycechy. W pierwszym przypadku odzwierciedlona jest zależność między obserwowanymi zmiennymi w reżimach stanu ustalonego. Charakterystyki dynamiczne odzwierciedlają stosunek wskaźników w niestabilnych reżimach. Są one spowodowane bezwładnością obserwowanych procesów.

Charakterystyka stanowiska i obciążenia

Wiercenie za pomocą śrubowych silników wiertniczych wymaga zgodności z wymaganiami producentazasady i przepisy dotyczące sprzętu. Określa się je na podstawie charakterystyki ławki lub obciążenia. W pierwszym przypadku funkcja momentu obrotowego jest testowana podczas produkcji. Charakterystyki obciążenia są określane po testach laboratoryjnych dla określonych warunków tworzenia odwiertów.

Wraz ze wzrostem momentu obrotowego, aokreślony spadek ciśnienia. Ten wskaźnik rośnie liniowo. Prędkość obrotowa na początku testu nieznacznie maleje. Kiedy zbliżasz się do całkowitego zatrzymania, kropla następuje gwałtownie. Krzywe całkowitej wydajności i mocy mają skrajną formę.

Testowanie odbywa się w czterech głównychtryby (optymalny, bezczynny, ekstremalny i hamowania). Tryb działania PDM do badań w warunkach produkcyjnych to ekstremalne warunki. Zgodnie z tym trybem wskazane są dane paszportowe urządzenia.

Uważa się, że jest to optymalne, jeśli jednostka jest używanaW trybach przesuniętych w lewo od ekstremalnych warunków pracy. Moment obrotowy w tym przypadku będzie miał mniejsze znaczenie. W skrajnym trybie pracy określa się najbardziej efektywne pęknięcie skały. Granica tego trybu przechodzi obok strefy stabilności urządzenia. Z dalszym wzrostem obciążenia wiercenie za pomocą śrubowych silników wiertniczych zatrzymuje się. Nadchodzi tryb hamowania.

Funkcje operacji

Na podstawie wyników testów właściwości zainstalowanego sprzętu zasady działania śrubowych silników wiertniczych. W zimnym okresie mechanizm ogrzewa się parą lub gorącą wodą. Ciecz myjąca musi mieć pewien poziom lepkości i gęstości. Nie powinien zawierać piasku.

Kiedy urządzenie zostanie opuszczone na głębokość 10-15 m,Konieczne jest włączenie pompy, przepłukanie strefy odwiertu. Silnik nie wyłącza się w tej chwili. Jeśli dłuto jest nowe, konieczne jest wykonanie docierania przy małym obciążeniu osiowym.

Narzędzie jest ładowane do studni płynnie. Nie powinno być szarpnięć. Okresowo wykonywany jest obrót PDM. Konieczne jest prawidłowe ustawienie natężenia przepływu cieczy myjącej. W tym celu należy wziąć pod uwagę cechy czyszczenia twarzy.

W trakcie pracy para robocza stopniowo się zużywa. Aby zapewnić wysoką wydajność dzięki działanie wkrętnego silnika wiertniczego, konieczne jest zwiększenie szybkości prania. Powinien być 20-25% wyższy pod koniec pracy w porównaniu z początkowym poziomem.

Że silnik nie gromadzi osadów,Konieczne jest przepłukanie studzienki przed zwiększeniem jej pojemności lub podniesieniem jej przy zmianie wiertła. Dopiero po tym narzędzie zostaje podniesione nad dolną strefą na 10-12 m. Następnie można zatrzymać pompę i otworzyć zatrzask.

Również w procesie pracy urządzeniakonieczne jest sprawdzenie jego działania. Silnik jest wysyłany do konserwacji z ustawioną częstotliwością. Wraz ze spadkiem mocy, charakterystyką działania, sprzęt jest wysyłany do naprawy. Ta procedura jest również konieczna, gdy zwiększy się luz wrzeciona. Również procedura konserwacji silnika jest przeprowadzana, gdy jest rozmazany lub nie może rozpocząć się nad studnią.

Podsumowując

Wkręcić silnik wiertnicy musi mieć określoną prędkość przepływupłyn do mycia. Im więcej łopatek ma rotor, tym większa ilość płukania wymagana podczas pracy urządzenia. Prowadzi to jednak do zwiększenia zużycia urządzenia.

Gdy nie ma obciążenia na urządzeniu (podczas podnoszenia ze studni), ciśnienie wewnątrz spada. Jeśli wirnik jest zawieszony, przynieś sprzęt cięższy. To wymaga ogromnej ilości energii.

Gdy obciążenie PDM wzrasta, na początku procedury następuje spadek ciśnienia. Jednakże jest on przywracany, gdy wirnik jest rozkręcony.

Gdy urządzenie działa,maksymalne dopuszczalne ciśnienie w zespole roboczym. Jeśli określona linia zostanie przekroczona, elastomer jest zdeformowany. Moment obrotowy zostanie utracony. W tym samym czasie praca nie może ruszyć się do przodu, a płyn roboczy wyschnie przez silnik.

Najmniejsze straty ciśnienia roboczego obserwuje się przy zwiększeniu pola przekroju bitu. Jeśli jego wielkość spada, następuje szybkie zużycie łożysk. Przepływ cieczy nie ma czasu na ich schłodzenie.

Po rozważeniu, co jest wkręcić silnik wiertniczy, jego główne cechy i warunki stosowania, możliwe jest prawidłowe dobranie odpowiedniego modelu urządzenia.