Назначение и технические параметры винтовых забойных двигателей

Винтовой забойный двигатель предназначен для проведения ремонтно-восстановительных работ в эксплуатационных колоннах долотами различного типа размера с использованием в качестве рабочей жидкости воды или бурового раствора плотностью до 1500 кг/м3 при забойной температуре не более 100° С. Рабочая жидкость может содержать до 10% нефтепродуктов.
Гидробур с углом перекоса предназначен для бурения наклонно-направленных скважин, в том числе боковых стволов, и проведения ремонтно-восстановительных работ в обсадных колоннах, с использованием в качестве рабочей жидкости технической воды или бурового раствора плотностью не более 1300 кг/м3 при забойной температуре не более 100° С.
Винтовой забойный двигатель имеют регулятор угла между секцией рабочего органа и шпиндельной секцией, что позволяет проводить изменение перекоса осей винтового забойного двигателя в интервале 0° до 3° непосредственно на буровой и даёт возможность бурения одним двигателем различных участков скважины. Имеется возможность установки следующих углов перекоса: 0°00׀; 0°35 ׀; 1°09 ׀; 1°40 ׀;
2°07 ׀; 2°30 ׀; 2°45 ׀; 3°00 ׀.

Винтовые забойные гидравлические двигатели так же предназначены для бурения глубоких вертикальных и горизонтальных скважин различного назначения, в том числе с отбором керна, разбуривания цементных мостов, песчаных пробок, отложений солей в обсадных и насосно-компрессорных трубах при капитальном ремонте эксплуатационных скважин, а также бурения горизонтальных скважин из вырезанных участков эксплуатационных колонн для вторичного вскрытия продуктивных пластов с целью восстановления бездействующего фонда скважин.

Энергетические параметры винтового гидравлического дви­гателя определяются его передаточным числом, перепадом дав­ления и расходом рабочей жидкости. При постоянном расхо­де Q двигатель характеризуется изменением вращающего мо­мента М от перепада давления Др, частоты вращения п вала шпинделя, мощности N и к. п. д. г).

Наибольшая частота вращения соответствует режиму холо­стого хода, а максимальный вращающий момент — режиму тор­можения при /г = 0. Двигатель запускается при перепаде давле­ния ∆р=1-2 МПа. Это давление расходуется на механические и гидравлические потери. При увеличении момента торможения перепад давления возрастает, одновременно повышаются мощ­ность и к. п. д.

Режим максимальной мощности называется эффективным, а наивысшего к. п. д. — оптимальным. Обычно в этих двигателях они не совпадают. Зона устойчивой работы двигателя находится между этими режимами. В рабочем режиме гидромеханический к. п. д. составляет 0,4—0,5, объемный — 0,8—0,9, а общий достигает 0,5—0,55. При достижении предельного момента торможе­ния вал двигателя останавливается, а величина давления опре­деляется герметичностьюпары ротор — статор. При нарушении герметичности раствор протекает через двигатель.

В рабочей области от режима холостого хода до оптималь­ного частота вращения п прямо пропорциональна расходу Q, поэтому при изменении расхода Q₁ на Q₂ частота вращения

n₂ = n₁Q₂/Q₁.

С увеличением расхода раствора диапазон устойчивой рабо­ты двигателя расширяется. В винтовых двигателях частота вра­щения существенно зависит от величины вращающего момента. В этих двигателях по мере их износа характеристики ухуд­шаются. Это объясняется повышением утечек жидкости через зазоры по мере их увеличения при износе. Износ ротора и ста­тора по выступам и профилю зубьев приводит к нарушению герметичности рабочей пары, увеличению объемных потерь и снижению нагрузочной характеристики. Износ рабочей пары оп­ределяет межремонтный срок службы двигателя, составляющий 50—200 ч в зависимости откачества двигателя и свойств буро­вого раствора.