Новые конструкции забойных двигателей

Работы по совершенствованию конструкции гидравлических забойных двигателей (ГЗД), проводимые в настоящий момент специалистами ВНИИБТ-БИ, можно разделить на два основных блока. Первый — это оптимизация энергетических характеристик, а именно:

совершенствование рабочих органов двигателя с целью улучшения рабочих характеристик (например, повышение механической скорости бурения), снижения потерь, повышения КПД. Сюда же входят и работы по профилированию зацепления ротор–статор винтового забойного двигателя, проектирование лопаточного аппарата осевых многоступенчатых турбин турбобуров. Второй — это увеличение надежности и ресурса

работы двигателя и его основных узлов. Блок включает в себя повышение несущей способности узла передачи крутящего момента от двигательной секции на

шпиндель (усиление шарнирных соединений, планетарных редукторов, применение торсионов); повышение грузоподъемности и долговечности опорных элементов (осевых подшипников и радиальных опор);проектирование новых высокопрочных резьбовых соединений; применение современных материалов с высокими механическими свойствами; внедрение новых перспективных технологий в производстве. Например, таких как переход от технологии обработки роторов ВЗД червячными фрезами к технологии обработки дисковыми фрезами на станках Weingartner.

Модернизация секций рабочих органов взд

Проведенное на предприятии техническое перевооружение, позволило наладить производство секций рабочих органов винтовых забойных двигателей с инновационной геометрией зацепления ротор–статор с минимальными потерями и высокими энергетическими параметрами. Высокий КПД новых секций рабочих органов позволяет реализовать на долоте большую механическую мощность, значительно увеличивая скорость проходки при бурении. Возможность подбора необходимой энергетической характеристики забойного двигателя посредством различной заходности обеспечивает оптимальное сочетание «долото — забойный двигатель» при бурении пород различной степени твердости с использованием современных долот режущего типа с самым

агрессивным вооружением. Используя новый подход к расчету геометрии зацепления ротор-статор, специалисты ВНИИБТ-БИ спроектировали и изготовили новые секции рабочих органов в габарите 172/178 мм с частотой вращения 110–140 об/мин.. Сравнительные энергетические параметры новых секций Д-178.7/8.50 и Д-172.7/8.56 с длиной активной части статора 4600 и 5100 мм показаны на рис. 1. Сравнение приводится при одинаковой подводимой гидравлической мощности на расходе промывочной жидкости 33 л/с. В качестве базы для сравнения взята серийно выпускаемая секция Д-178.7/8.37 с длиной активной части статора 3600 мм. Из приведенной на рис. 1 диаграммы видно, что новые секции рабочих органов развивают большую (на 23%) механическую мощность и имеют увеличенный (на 9%) КПД. Эффективность и преимущество новых секций рабочих органов с длиной активной части статора 5100 мм увеличиваются с повышением подводимой гидравлической мощности. Секции рабочих органов Д-172.7/8.56 испытывались в составе двигателя ДГР-172 на Бобровском месторождении ОАО «Оренбургнефть» в интервале 1150–2920 м. Время работы двигателя составило 264 ч, средняя механическая скорость — 10,2 м/ч, максимальная — 30,3 м/ч. Это достаточно высокий результат для условий бурения в данном регионе. Аналогичные разработки в габарите двигателей 172/178 мм проведены по секциям рабочих органов для работы с частотой вращения 190–210 и 240–260 об/мин.