Механизм разрушения горной породы при вдавливании индентора
Гидравлические забойные двигатели. Принцип работы, конструктивная схема, классификация
Гидравлический забойный двигатель (ГЗД) – это механизм, в котором энергия потока промывочной жидкости преобразуется в механическую энергию вращения вала.
Назначение: ГЗД предназначен для вращения бурового долота при бурении или ремонте нефтегазовой скважины.
Энергоноситель: Принудительный непрерывный поток промывочной жидкости (бурового раствора), нагнетаемой буровыми насосами через бурильную колонну в ГЗД и далее в долото.
Конструктивная схема:
рабочий орган;
опорный узел;
узел преобразования частоты вращения;
узел трансмиссии;
узел искривления;
другие узлы и механизмы.
Рабочий орган:
статор – неподвижная деталь;
ротор – вращающаяся деталь.
Виды ГЗД:
ГТЗД – гидротурбинные забойные двигатели – турбобуры;
ГВЗД – гидровинтовые забойные двигатели – объемные или винтовые двигатели (ВЗД).
Особенности ГТЗД:
рабочий орган – многоступенчатая осевая турбина, имеющая лопатки статора и ротора, обтекаемые непрерывным потоком жидкости;
гидравлические силы возникают в результате изменения величины и направления скорости движения жидкости между лопатками;
ротор совершает простое вращательное движение.
Особенности ГВЗД:
рабочий орган – винтовая пара, имеющая рабочие камеры, которые периодически наполняются жидкостью и вытесняют ее;
гидравлические силы возникают в результате действия перепада давления и не зависят от скорости движения жидкости в камерах;
ротор совершает сложное планетарно-вращательное движение.
Технологические требования:
в качестве привода бурового долота ГЗД должен обеспечивать эффективные показатели бурения;
в качестве силового элемента компоновки низа бурильной колонны (КНБК) ГЗД должен обеспечивать высокое качество строительства скважин.
Гидравлические забойные двигатели
Турбобур Винтовой двигатель
См. на листах 3-х: 1) Табл. Классификация конструктивных схем основных типов ГЗД;
2) Общая характеристика ГЗД;
3) Табл. Показатели работы ГЗД.
В основе турбинного бурения лежит применение забойного турбинного гидравлического двигателя. Гидравлическим двигателем принято называть машину, которая преобразовывает энергию потока жидкости (бурового раствора) в механическую энергию ведомого звена - вала или штока.
По принципу действия различают гидравлические двигатели объемного (гидростатического) типа и гидродинамические двигатели.
Объемные двигатели работают под действием гидростатического напора в результате наполнения жидкостью рабочих камер и перемещения вытеснителей. Под вытеснителем понимается рабочий орган, непосредственно совершающий работу под действием на него давления жидкости. Конструктивно вытеснитель может быть выполнен в виде поршня, пластины, зуба шестерен или ротора. В объемных гидравлических двигателях ведомое звено может совершать как циклическое возвратно-поступательное или возвратно-поворотное, так и непрерывное движение.
Объемные двигатели характеризуются тремя основными признаками:
а) наличием рабочих камер, которые периодически сообщаются со входом или выходом машины, при этом жидкость наполняет каждую камеру или выталкивается из нее;
б) изменением давления в рабочей камере от начального до конечного постепенно из-за изменения объема камеры или скачкообразно вследствие сообщения камеры с выходом;
в) несущественной зависимостью усилий на рабочих органах двигателя от скорости движения жидкости в камерах.
Гидродинамические двигатели (турбины) функционируют при изменении момента количества движения жидкости в рабочих органах машины. В этом типе гидравлических двигателей ведомое звено совершает только вращательное движение.
Гидродинамические двигатели характеризуются также тремя особенностями:
а) рабочие органы двигателя выполнены в виде лопаточного аппарата, состоящего из статора и ротора, обтекаемого жидкостью;
б) в каналах двигателя циркулирует непрерывный поток жидкости;
в) взаимодействие между лопаточным аппаратом и жидкостью носит гидродинамический характер.