Секционирование рабочих органов

В России с начала 80-х годов проводятся опытно-конструкторские работы по созданию секционных винтовых двигателей. Переход на схему секционного винтового забойного двигателя осуществляется:

- для повышения нагрузочной способности, когда необходимая для создания высокомоментного двигателя длина монолитных рабочих органов превышает длину, ограниченную возможностями изготовления;

- для повышения стойкости (снижения контактных напряжений) рабочих органов при определенных режимах отработки долот, если осевой габарит винтового забойного двигателя не является ограничивающим конструктивным фактором;

- для повторного использования изношенных рабочих органов.

Секционные двигатели включают несколько последовательно расположенных рабочих пар или ряд модулей рабочих органов. В отличие от турбобуров при секционировании винтовых двигателей возникает ряд технических проблем, связанных с необходимостью обеспечения синхронной работы винтовых пар.

Методика секционирования и применяемые технические средства в 80-х годах были разработаны во ВНИИБТ. На практике широко используется секционирование серийных рабочих органов. Секционные двигатели на базе серийных рабочих органов могут выполняться в двух вариантах:

Рисунок 16. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (неориентированная сборка)

1 – переливной клапан; 2 – верхний переводник; 3 – статоры; 4 – роторы; 5 – втулки ротора; 6,8 – переводники; 7 – карданный вал; 9 – гибкий вал.

- без ориентирования рабочих органов при жестком соединении роторов с помощью различных соединений, не нарушающих кинематику роторов (рис. 16);

Рисунок 17. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (ориентированная сборка)

1 – переливной клапан; 2 – верхний переводник; 3 – статоры; 4 – роторы; 5 – переводник роторный; 6 – переводник корпусной; 7 – втулка ротора; 8 – гибкий вал.

- с ориентированием рабочих органов по винтовой линии при жестком соединении статоров и роторов посредством резьбовых переводников (рис. 17).

Стендовые испытания секционных двигателей, а также опыт их промышленной эксплуатации не показали существенных технико-экономических преимуществ той или иной конструктивной компоновки. Поэтому схему секционирования рекомендуется выбирать с учетом местных возможностей изготовления дополнительных приспособлений для сборки.

Неориентированная сборка - наиболее простой и распространенный способ секционирования. Однако долговечность и надежность данной компоновки во многом зависят от узла соединения секционируемых роторов.

При ориентированной сборке модули ротора и статора соединяются между собой резьбовыми переводниками таким образом, что винтовые поверхности каждого последующего модуля являются продолжением винтовых поверхностей предыдущего.