Сравнение двигателей типа 1:2 и многогребневых

Из-за различных конструктивных особенностей, перечисленных выше, двигатели 1:2 и многогребневые имеют существенно различные рабочие характеристики. Они могут быть под итожены следующим образом:

Более широкие границы диапазона скорости потока и потери давления на долоте для многогребневых двигателей позволяет оптимизировать гидравлику долота.

Более высокий выходной крутящий момент уменьшает вероятность выхода на предельное давление при использовании высокомоментных долот. Это так же дает возможность применения больших диаметров бурового инструмента (расширителей, долот большего диаметра и т.п.) под двигателем.

При той же самой выходной мощности двигатель типа 1:2 должен быть существенно длиннее (и иметь большее число ступеней) чем многогребневый двигатель того же наружного диаметра.

В табл. 4.2 представлены спецификации для многогребневого и 1:2 двигателей с наружным диаметром 7 3/4", которые иллюстрируют разницу между ними.

Таблица 42

Конфигурация		1:2	9:10
Диапазон размеров ствола скважины, мм.		250,8-311,2	250,8 - 374,7
Длина, м.		6,16	7,41
Максимальная нагрузка на долото, кг.		9072	29483
Максимальная потеря давления на долоте, атм.		34,5	103,4
Минимальная скорость потока, л/сек.		18,9	12,6
Максимальная скорость потока, л/сек.		28,4	41,0
Максимальная скорость потока через ротор, л/сек.	-		50,5
Скорость вращения вала		275-415 об/мин	55- 185 об/мин
Максимальный крутящий момент, кг м		159	622 - 830
Максимальная потеря давления на моторе, атм.		24,8	55,2
Количество ступеней		3	2

Гидравлическое противодавление.

Во всех моторах ВЗД обратное давление, создаваемое потоком раствора, проходящего через двигателей и подшипники создает гидравлическую нагрузку, направленную вниз, вдоль оси (W_t)

При бурении, на долото со стороны забоя действует сила, равная эффективной нагрузке на долото (WOB) и направленная в верх. Разница этих двух сил уравновешивается комплектом опорных подшипников и передается на корпус мотора.

Wt < WOB означает, что нагружены верхние подшипники

Wt = WOB означает, что существует баланс (подшипники не нагружены)

Wt > WOB означает, что нагружены нижние подшипники.

Для продления моторесурса подшипникам, необходимо балансировать W_t и WOB настолько, насколько это возможно. Во многих программах желательно совместить гидравлику долота с эффективной нагрузки на долото для получения наилучших результатов бурения. На практике это труднодостижимо. Когда потери давления на долоте высоки, эффективная нагрузка на долото, необходимая для компенсации гидравлической нагрузки может превысить рекомендованную нагрузку на двигатель и долото. Полезны графики гидравлической нагрузки для оптимизации жизни подшипников.

Важно отметить, однако, что при использовании ВЗД в скользящем режиме (без вращения), величина эффективной нагрузки на долото, вычисленная на основании величины нагрузки на крюке, не является точной из-за того, что величина трения о стенки забоя оказывается достаточно высокой. В такой ситуации единственным надежным указателем величины крутящего момента двигателя является давление насосов.

Поддерживая дифференциальное давление двигателя в специфическом узком диапазоне (меньше допустимой максимальной величины), можно оптимизировать скорость проходки.