14. Конструкция и принцип действия винтовых двигателей.

Винтовые забойные двигатели (ВЗД) незначительно отличаются от характеристик современных турбобуров и широко используются для наклонного бурения. Винтовые двигатели относятся к машинам объемного (гидростатического) действия. Они отличаются низкой частотой вращения при высоком крутящем моменте на валу (табл. 6.4). По принципу действия ВЗД представляет собой планетарно-роторную гидравлическую машину с внутренним косозубым зацеплением.

Двигатель имеет ротор и статор. Стальной статор имеет внутри резиновую обкладку с винтовыми зубьями левого направления. На стальном роторе также нарезаны винтовые зубья. Число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев статора. Ось ротора 2 смещена относительно оси статора 1 на величину эксцентриситета (рис. 24.2). Шаги винтовых линий ротора и статора пропорциональны числу зубьев. Профиль зубьев обеспечивает их непрерывный контакт и образует на длине шага статора единичные рабочие камеры.

Рис. 24.2 Рабочие органы винтового забойного двигателя

Буровой раствор может пройти к долоту только в том случае, если ротор поворачивается относительно статора, перекатываясь под действием неуравновешенных гидростатических сил. Ротор, совершая планетарное движение, поворачивается по часовой стрелке, а его ось перемещается относительно оси статора против часовой стрелки. В составе ВЗД между секцией двигателя и шпиндельной секцией имеется карданный вал.

Выпускаются забойные двигатели с наружным диаметром от 88 до 195 мм.

Технические характеристики двух типов винтовых забойных двигателей

Параметры	Д1-88	Д1-195
Расход жидкости, л/с	4,5–7,0	25–35
Частота вращения вала, об/мин	162–300	80–100
Перепад давления, МПа	5,8–7,0	4,0–5,0
Момент силы на валу, кН•м	0,53–0,61	6,5–8,0
Диаметр долот, мм	98,4–120,6	215,9
Длина, мм	3230	7675
Масса, кг	110,0

По своим энергетическим характеристикам ВЗД позволяют создавать на долоте большие осевые нагрузки (до 300 кН). По мере износа рабочей пары двигателя для сохранения его рабочей характеристики следует увеличивать расход промывочной жидкости на 20% от начальной величины. Двигатель должен запускаться при давлении на выходе насоса не более 2,5 МПа.

При увеличении осевой нагрузки от нулевого значения до максимального перепад давления в двигателе увеличивается на 3–4 МПа. Этой особенностью пользуются для контроля процесса бурения.

15. Электробуры. Их преимущества и недостатки.

Электробур – это буровая забойная машина, приводимая в действие электрической энергией.

Электробур с долотом опускается в скважину на бурильных трубах. Электроэнергия к электробуру подается по кабелю, проложенному внутри колонны бурильных труб и вмонтированному в бурильные трубы отрезками. При свинчивании труб отрезки кабеля автоматически соединяются контактными муфтами, укрепленными в бурильных замках.

Электробур состоит из маслонаполненного асинхронного двигателя и шпинделя. Для снижения частоты вращения долота и повышения крутящего момента между двигателем и шпинделем устанавливается редуктор-вставка. Перед навинчиванием долота на вал электробура проверяют осевой люфт вала шпинделя и сопротивление изоляции обмотки двигателя относительно корпуса.

Технические характеристики трех типов электробуров

Параметры	Э164-8М	Э290-12	Э290-12Р
Длина, м	12,30	14,02	15,92
Мощность, кВт	75	240	228
Напряжение, В	1300	1750	1750
Частота вращения долота, об/мин	685	455	145
Момент вращения, кН•м	1,10	5,10	15,30
Масса, кг	1650	5100	5700

Мощность и частота вращения электробура не зависят от расхода бурового раствора и глубины погружения долота. За нагрузкой на долото можно наблюдать по ваттметру и тем самым предупреждать аварии с долотом. Отсутствие вращения бурильной колонны позволяет при помощи специальной погружной аппаратуры осуществлять контроль угла наклона и азимутом в процессе бурения наклонных скважин.

При частоте переменного тока 50 Гц частота вращения вала электробура изменяется в диапазоне 660–750 мин^–1. Для разбуривания группы пород мягких и средней твердости, пластичных и абразивных указанные обороты велики. В таких случаях частоту вращения электробура снижают с помощью редуктора-вставки.

При бурении электробуром, как и при роторном бурении, расход раствора может устанавливаться независимо от других режимных параметров, а избыточная энергия давления насосов может быть использована в насадках гидромониторных долот.