Бұрандалы түптік қозғалтқыштың роторы ( № 56447)
Пайдалы үлгі мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау жабдығына, атап айтқанда бұрандалы түптік қозғалтшқыштарға қолданылады.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш роторы коррозияға қарсы тозуға төзімді жабыны бар серіппелі бұранда 1 пішінді. Жабын 2 вольфрамның карбиді бөлшектерінің мөлшері 5 – 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен жасалған. Құрамындағы бөлшектер 4 мкм – ге дйінгі вольфрам карбиді мен майдаланған кобальт-хром қорытпасынан тұрады.
Пайдалы улгі ротордың сыртқы бетін тозу мен коррозияға тамаша төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзартады.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш роторы әдетте сыртқы бұрандалы тістері кесілген болат шыбықтан жасалады. Болат статор ішінде ротор тістерінің санынан 1 – ге кем бұрандалы тістерінде ысытылған резеңке қоршау бар.
Жұмыс барысында бұрғылау сұйығы (әдетте су мен/немесе май, балшық және кейбір химиялық заттар қоспасы) қозғалтқыш ұзындығы бойымен ротор мен статор арасынан айдалып, ротордың айналуын тудырады.
Бұрғылау сұйығының қатты бөлшектері ротор бетін тоздырады, ал сулы орта мен химиялық белсенді заттар коррозияға ұшырауына ықпал етеді. Тозу мен коррозия ротор мен статор арасының нығыздығының бұзылуына әкеліп, оның қызмет ету мерзімін күрт қысқартады.
Ротордың бетін коррозиядан сақтау үшін оның бетіне жиі хромдалған қабатпен қапталады. Бұл қабат, біріншіден, қымбат, екіншіден, ротор негізгі материалы коррозияға рұқсат беріледі, өйткені хромды пластиналар тесігі арқылы сұйықтық енеді. Үшіншіден, ротор бетінде хромдалған жабынның бірдей қалыңдығына қол жеткізу қиын. Себебі ротордың күрделі геометриясы біркелкі электр өрістерін туғызады. Ротордың статормен жобаланған геометриялық дәлдігін жұптастыруды бұрмалайды және тіпті жаңа қозғалтқыш тиімділігін төмендетеді. Ротор сыртқы бетіне бірыңғай гальваникалық хромдалған жабын жағу қымбат аспаптық құралдарды талап етеді. Бұл ротордың құнын арттырады.
Мәлімделген пайдалы үлгіні шешу тапсырмасы - ротордың сыртқы бетін тозуға және тоттануға өте жақсы қарсылығы бар жабын материалмен экономикалық қамтамасыз ету болып табылады.
Техникалық нәтиже қол жетуізуге болады бұрандалы түптік қозғатқыштың шиыршықты бұрандалы пішінді роторының сыртқы беті коррозияға және тозуға төзімді жабыннан жасалған. Жабын жоғары жылдамдықты жалын-шашу түрінде жасалған ұнтақ қабаты бөлшектерінің мөлшері 5 - 40 мкм дейін (4 мкм - ге дейін кобальт-хром қорытпасында майдаланған вольфрам карбиді бөлшектерін қамтиды).
Абразивтік бөлшектер қаттылығына қарағанда жоғары қаттылыққа ие вольфрам карбиді бөлшектерін пайдалану жабынның металл матрицасын қалыптастыру үшін тозуға төзімді материал қабатын жасауға мүмкіндік береді және абразивті тозуға қажетті төзімділігін қамтамасыз етеді.
Жабын матрицасының байланысуйын қалыптастыру үшін коррозияға төзімділігін жабынның қамтамасыз ететін кобалтьтың хроммен қоспасы қолданылады.
Вольфрам карбиді (4 мкм - ге дейін) бөлшектерінің мөлшері бұрғылау сұйығында абразивтік бөлшектер (құм және саз) мөлшерімен оның үйлесімділігінің көзқарасынан таңдалады.
Шамада жабынның бұрғылау сұйығынан баяу тот басуына себепші болатындықтан, жұмсақ және тозуға төзімділігі төмен жабынды бөлшектерді бірінші тот басатыны сөзсіз.
Абразивтік бөлшектер мөлшері шамадан аспауы (атап айтқанда мөлшері 4 мкм саз бөлшектері) вольфрам карбидінің қаттырақ бөлшектері жабын боп қалады және сұйықтықта шайылмауды қамтамасыз етеді.
Осылайша ротордың бетіне таңдаған қатты материалдың түріне байланысты тиімді, арзан және сенімді түрде қорғаныш қабын қажетті беріктігі мен коррозиялық қасиеттерімен қамтамасыз етеді.
Жылдамдығы жоғары жалын - бүрку арқылы қорғаныс қабатын қолдану ротордың профилін бірыңғай жабынмен қамтамасыз етеді. Ротордың негізгі материалының жоғары адгезиялық сипаттамасы – жабынның жоғары тығыздығы - 99,5%. Бұл әдістің арқасында төмен температурадағы газ ағынын пайдалану және бос оттегінің болмауы жабын құрамында оксидтің төмен болуына ықпал етіп, оның коррозияға төзімділігін арттырады.
Шашатын ұнтақ бөлшектердің өлшемінің шектелуі сапалы адгезиясын қамтамасыз ету талаптарынан және жабының төмен кеуектілігінен таңдалады. Ұнтақ түрінде шашылатын бөлшектер олардың балқу температурасынан (Тбалқу) мәні бойынша 0,9 кем емес температурада қызуы тиіс. 5 мкм – ден аз өлшемді бөлшектер қолданылатын жабын жабу әдісінде қызып, ыдырап және буланып бастайды. 40 мкм – ден жоғары өлшемді бөлшектер ірі массасы салдарынан 0,9 Тбалқу температурада қызып, жабынның кеуектілігінің өсуіне және оның адгезиялық сипаттамаларын нашарлауына әкеледі.
1 – суретте бұрандалы түптік қозғалтқыш роторының жалпы көрінісі;
2 – суретте ротордың А-А сызығы бойымен көлденең қимасы көрсетілген.
Ротор жұмысы келесідей жүзеге асады.
Ротор ішкі бұрандалы тістері 4 бар серпімді – эластикалық материалдан (мысалы, резеңке) жасалған статорда 3 орналасқан. Шиыршықты бұранданың сыртқы тістерінің 1 саны статор 3 тістерінен 4 бірге кем. Ротор осьі O1O1 статор осьіне О2О 2 қатысты экстрентриситет мәні бойынша орын ауыстырады. Бұрғылау сұйығы ротордың сыртқы тістері 5 мен статордың 3 ішкі тістері 4 қуысына 5 кіреді. Ротор мен статор бұрандалы тістерінің бағыты нәтижесінде теңгерілмеген гидравликалық күштердің әсерінен ротор қозғалтқыштың ұзындығы бойымен бұрғылау сұйықтығын қозғап айналысқа келеді.
Бұрандалы қозғалтқыш роторы бұрғылау сұйығында жиі құмды және саз фракциялары болатындықтан ол абразивті тозу қатаң жағдайында жұмыс жасайды. Ротордың бетіне біркелкі жағылған жоғары адгезиялық қасиеттері және жоғары тығыздықты жабын 2 ротор бетін жылдам тозу мен коррозиядан қорғайды.
Пайдалы үлгі ротордың пайдалану сипаттамаларын оның жұмыс мерзімін ұзартып және жабынын қалпына келтіру құнын төмендету арқылы жақсартуға мумкіндік береді.
Пайдалы үлгі формуласы
Бұрандалы түптік қозғалтқыш роторы коррозияға қарсы тозуға төзімді жабыны бар серіппелі бұранда 1 пішінді. Жабын 2 вольфрамның карбиді бөлшектерінің мөлшері 5 – 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен жасалған. Құрамындағы бөлшектер 4 мкм – ге дйінгі вольфрам карбиді мен майдаланған кобальт-хром қорытпасынан тұрады.
