Závitový motor: vlastnosti, zařízení, provozní pravidla

Ropný a plynárenský průmysl potřebuje speciální vybavení. Uspořádání pracovního cyklu se často používá motorové šroubení (PDM)

Speciální vybavení má řadu zvláštních technických vlastností. Aby přístroj mohl plně plnit přidělené funkce, musí být správně zvolen v souladu se stávajícími provozními podmínkami. Pro toto je nutné pochopit zařízení PDM design, stejně jako pravidla pro jeho použití na různé objekty.

Obecné charakteristiky

Zajistěte motor s otvory Používá se v těžebním průmyslu k vrtání hlubokých, směrových, vodorovných a vertikálních vrtů. Umožňuje vrtání korků z písku, nánosů solí, cementových mostů.

K tomu, aby motor mohl plnit své funkce, má určitý točivý moment. V závislosti na technických vlastnostech zařízení může zničit kameny při požadované rychlosti. Tím je zajištěna vysoká účinnost technologického cyklu.

Průměr PDM může být od 54 do 230 mm. Konstrukce používá silné, ale pružné zuby. To umožňuje poskytnout vysokou tuhost konstrukce pro ohýbání, aby se omezilo únik kapalin během čerpání.

Výroba motorů se šroubovými otvory začal v roce 1962. Byl vyroben americkým výrobcem Dine-Drill. Bylo to jednočinné čerpadlo. Podobný design byl vynalezen v roce 1930 francouzským inženýrem Moano.

Vlastnosti prvního HDR se poněkud lišily od moderních jednotek. Poskytl efektivní vrtání do vrtů. Zároveň byla jeho rychlost 200 otáček za minutu. V roce 1966 vytvořili domácí inženýři sestavu, která se vyznačovala tichým tempem. Byl schopen nastavit rychlost od 100 do 200 ot / min.

V průběhu času bylo zařízení vylepšeno. Existovalo mnoho druhů takovýchto zařízení. Používají se v různých odvětvích těžebního průmyslu. Aby bylo zajištěno správné vrtání v různých podmínkách, může se návrh a provoz PDM mírně lišit. Nicméně hlavní princip práce zůstává stejný pro všechny odrůdy.

Výstavba

Návrh předloženého zařízení se může mírně lišit. Můžete například zvážit zařízení motoru DR 95 pro šroubovací otvory. Toto zařízení je symetrické rotorové zařízení. Při své práci se používá ozubení šikmého typu. Mechanismus je řízen tlakem dodávané kapaliny.

Konstrukce se skládá z motorové jednotky a pracovní části. Prvním prvkem systému je hlavní složka napájení. Z jeho charakteristik závisí provozní charakteristiky zařízení. Patří mezi ně výkon, účinnost, točivý moment a rychlost rotoru.

Sestava motoru se skládá ze statoru (tělesa) a z elastomerní vložky se závitem. Rotor je zachycen. Tekutina se začne otáčet. Elastický plášť rozděluje komoru na dvě dutiny. Je vyrobena z odolné gumy odolné proti opotřebení. Když se abrazivní částice dostanou na povrch materiálu, nespadají.

Pro pracovníky charakteristiky motoru se závitem ovlivňují mnohé faktory. Struktura rotoru má formu vrtačky. Jeho povlak je velmi odolný, vyrobený z legované oceli. Počet zubů v rotoru je menší než počet zubů statoru. Sestava motoru má určité napnutí ozubení. Závisí na charakteristikách pracovní tekutiny, provozní teplotě atd.

Ovládací prvky jsou představovány vřetenovým uzlem a úhlovým nastavením. První z nich přenáší točivý moment na pracovní nástroj. Prochází významným axiálním zatížením. Vřetenová jednotka má tělo a dvě podpěry. K nim je připojena hřídel. Uzel lze otevřít nebo zavřít.

Princip činnosti

Princip fungování motoru se závitem je určena konstrukčními prvky. Jedná se o trojrozměrné rotační stroje. Stator jejich motoru s dutinami sousedí s komorami nízkého a vysokého tlaku. Šroub-rotor je přední. Přes to je přenášený točivý moment ovládací mechanismus.

Uzavírací šrouby se nazývají podřízené prvky konstrukce. Kompaktují motor. Pomocou stykačů je z kapaliny s vysokým tlakem zabráněno vnikání kapaliny do komory s nízkým tlakem.

Tekutina cirkuluje uvnitř konstrukce přes pracovní díly. Tento pohyb je možný kvůli poklesu tlaku. Současně se na rotor aplikuje točivý moment. Šroubové prvky pracovních těles jsou vzájemně uzavřeny. Oddělují oblasti s vysokým a nízkým tlakem.

Proto, princip fungování motoru se závitem podobně jako práce pístových typů zařízení. V pracovních orgánech PDM jsou vytvořeny samostatné brány. K tomu je počet zubů statoru určen velkým, než rotor (vnitřní prvek). Délka pracovních prvků nesmí být menší než rozteč spirálovitého povrchu vnějšího prvku. To určuje normální fungování systému. A poměr kroků vnějšího a vnitřního povrchu šroubu je úměrný poměru počtu zubů. Jejich profily jsou charakterizovány vzájemně ohnutým tvarem. To jim umožňuje být v kontinuálním kontaktu na jakékoli části spojky.

Multiplicita je jedním z hlavních parametrů provozu zařízení. PDM tuzemské produkce mají pracovníci s více vstupy. Zahraniční společnosti vyrábějí prezentované motory s jedním nebo několika přístupy rotoru.

Klasifikace

Podle různých faktorů, klasifikace motorů se šroubovými otvory. Na základě žádosti existují tři hlavní kategorie PDM:

1. Jednotky pro vrtání ve svislém směru. Mají přímou realizaci. Vnější průměr takových agregátů je od 172 do 240 mm.
2. Zařízení pro horizontální a směrové vrtání. Takové motory mají zkroucené rozložení. Průměr může být od 76 do 240 mm.
3. Zařízení pro opravy a restaurování. Mají přímou realizaci. Vnější průměr je od 43 do 127 mm.

Napájecí jednotky mohou mít aktivní část až do délky 550 cm. Závitový motor 105, 127, 88, 76, 43 mm lze přímo provádět. Rovněž se vytvářejí zařízení s možností nastavení úhlu sklonu. To také umožňuje naklonění nebo horizontální vrtání. Napájecí jednotky se používají k vytvoření vertikální studny. Jejich vnější průměr, síla by měla být větší. Rozměry těchto jednotek nesmí být menší než 178 mm.

Nejjednodušší a nejlevnější varianty prezentovaného vybavení jsou FDD pro dobře fungující práce. Jedná se o spolehlivé jednotky, vybavené torzní převodovkou, gumovými závěsy.

Zařízení pro vrtání je dodatečně vybaveno anti-nouzovými sestavami. To umožňuje vyloučit zanechání částí na obličeji v případě poruchy. Vřetenové oddíly motorů pro naklápění a horizontální vrtání mají ve svém složení radiální karbidové podpěry. Jejich ložiska mají vysokou nosnost.

K návrhu PDM lze přidat filtry, kalibrátory, centrály, zpětné a přepadové ventily. Také v sadě dodávek mohou být různé náhradní díly.

Počet sekcí

Zajistěte motor s otvory může mít jednu, dvě nebo tři sekce. To určuje vlastnosti konstrukce a provoz zařízení. Odrůdy s jedním řezem jsou označeny písmenem "D". Skládají se z vřetenového a motorového úseku. Také v konstrukci je přepadový ventil.

Jednodílné konstrukce mají přímý design a nejčastěji se používají pro opravy studní. Vzhledem k vlastnostem mechanismu je možné použít speciální vrtání těsnění s tlakovými klesy na břitu na 8-10 MPa. Jednotlivé konstrukce jsou vyráběny v naší zemi iv zahraničí. Jsou široce používány v moderním těžebním průmyslu.

Sekční zašroubujte motory pro vrtání vrtů mohou mít určité konstrukční prvky. Jejich použití je považováno za vhodnější. Odrůdy s jedním řezem výrazně ztrácejí energetické vlastnosti při opotřebení dvojic šroubů.

Víceprostřední typy zařízení jsou nyní více populární. Vzhledem ke zvláštnostem jejich designu se sníží zatížení pracovních párů. Snižuje také spotřebu vrtného bahna. V závislosti na jejich třídě jsou v označení 2 písmena. Motory typu "DS" lze použít pro vrtání šikmých a vertikálních tunelů pro různé účely. Jejich vrtné bahno nemůže mít teplotu nad 373 K.

Série "DG" je kratší. Požadovaný výkon a zdroj jsou poskytovány dvoustupňovou silovou sekcí. V takových provedeních se používají různé mechanismy zakřivení těla. Může být vybaveno centrovacími zařízeními.

Řady "TO" jsou reprezentovány odchylkami. Mají tvrdou křivku. Úhel zakřivení části vřetena je neregulovaný. Používá se k vytvoření šikmých tunelů. Přístroje jako "DR" mají regulátor úhlu zakřivení.

Turbovrtulové varianty

Relativně nový typ zařízení je turbínové šroubové motory. Vyznačují se vysokou odolností a vysokou energetickou účinností. Tato řada jednotek je někdy odkazována na třídu turbodrillů převodovky.

Šroubovému páru je přiřazena funkce reduktoru a stabilizátoru. To umožňuje optimalizovat bit pod zatížením. Konstrukce typů turbínových šroubů je velmi složitá. Když jej vytvoříte, potřebujete spoustu materiálu. Náklady na předložené vybavení proto zůstávají vysoké. Jeho pracovní životnost však převyšuje obvyklé odrůdy PDM.

Šroubový pár uvedených jednotek může být namontován nad turbínový úsek nebo mezi ním a vřetenovým prostorem. První možnost je jednodušší. Agregát se v tomto případě skládá pouze z jednoho uzlu. Druhá verze dvojice šroubů je z důvodu složitosti méně spolehlivá. Zde je nutné vytvořit dva otočné kloubové uzly.

Charakteristika PDM

Vlastnosti vrtání se šroubovými dírkovými motory určují jejich charakteristiky. Musí být vzaty v úvahu při správné volbě parametrů vrtání. Podmínky pro stabilní vrtání musí být zachovány po celou dobu výroby. Dnes se BPM zlepšují podle stávajících požadavků těžebních společností.

Charakteristiky zařízení se neustále zlepšují. To nám umožňuje správně aplikovat nové technologie v těžebním průmyslu. V dnešním světě se používají nastavitelné pohony čerpadel. Vrtání lze provádět ve šikmém a vodorovném směru. Rovněž se používá metoda s použitím kontinuálních trubek. Aby byla zajištěna vysoká produktivita nových procesů, jsou vlastnosti zařízení zkoumány různými způsoby.

Při vývoji vrtacího programu, bench testy FDD. To vám umožní určit jejich skutečné výkonnostní parametry. To přináší výrobcům dodatečné náklady. Zařízení se však používá efektivněji. Výrobní cykly jsou organizovány v harmonii. Na tlaku, který je přítomen ve stoupači, můžete ovládat zatížení bitu. To znamená zvýšení účinnosti vrtání.

Závitové motory na vrtání vrtů může mít statické nebo dynamické vlastnosti. V prvním případě se odráží závislost mezi pozorovanými proměnnými v ustáleném stavu. Dynamické charakteristiky odrážejí poměr indikátorů v nestabilních režimech. Jsou způsobeny setrvačností pozorovaných procesů.

Charakteristiky lavičky a zatížení

Vrtání se šroubovými dírkovými motory vyžaduje dodržování pravidel a předpisů stanovených výrobcem zařízení. Jsou určeny podle charakteristik lavičky nebo zatížení. V prvním případě je při výrobě testována funkce točivého momentu. Charakteristiky zatížení jsou stanoveny po testování na zkušebním stavu pro určité podmínky pro vytváření vrtů.

Jak se zvyšuje točivý moment, vzniká určitý pokles tlaku. Tento indikátor se zvyšuje lineárně. Rychlost otáčení na začátku zkoušky mírně klesá. Když se blížíte k úplnému zastavení, k poklesu dojde náhle. Křivky celkové účinnosti a výkonu mají extrémní podobu.

Testování se provádí ve čtyřech hlavních režimech (optimální, volnoběh, extrémní a brzda). Provozní režim PDM pro výzkum ve výrobních podmínkách je extrémní podmínky. V souladu s tímto režimem jsou uvedeny údaje o pasu zařízení.

Optimální je, pokud je jednotka používána v režimech, které jsou posunuty vlevo od extrémních provozních podmínek. Moment v tomto případě bude méně důležitý. V extrémním provozním režimu je určena nejúčinnější zlomenina horniny. Hranice tohoto režimu prochází vedle zóny stability zařízení. S dalším zvýšením zatížení vrtání s motory se šroubovými otvory zastávky. Přichází režim brzdění.

Funkce provozu

Na základě výsledků testování jsou charakteristické vlastnosti instalovaných zařízení pravidla pro provoz motorů se šroubovými dírkami. V chladném období se mechanismus zahřívá párou nebo horkou vodou. Prací kapalina musí mít určitou úroveň viskozity a hustoty. Nesmí obsahovat písek.

Když je zařízení spuštěno do hloubky 10-15 m, je nutné čerpadlo zapnout a opláchnout zónu studny. V tomto okamžiku se motor nevypíná. Je-li dláto nové, je nutné ho spustit při malém axiálním zatížení.

Nástroj je hladce veden do vrtu. Neměli by být žádné kecy. Pravidelně se rotuje PDM. Je nutné správně nastavit průtok prací kapaliny. K tomu je třeba vzít v úvahu vlastnosti čištění obličeje.

Během práce se pracovní pár postupně vyčerpá. Aby byla zajištěna vysoká účinnost ovládání motoru se závitem, je nutné zvýšit rychlost mytí. Na konci práce by měla být o 20-25% vyšší ve srovnání s počáteční úrovní.

Aby se zajistilo, že motor neshromažďuje kal, je nutné proplachovat studničku před zvýšením kapacity nebo zvýšením, když je bit vyměněn. Teprve poté je nástroj zvednut přes spodní zónu na 10-12 m. Poté je možné zastavit čerpadlo a otevřít západku.

Během provozu zařízení je také nutné zkontrolovat jeho provoz. Motor je odeslán pro údržbu na nastavenou frekvenci. Se sníženým výkonem, výkonovými vlastnostmi je zařízení odesláno k opravě. Tento postup je také nezbytný v případě, že je vůle vřetena zvýšena. Postup údržby motoru se provádí také, když je rozmazaný nebo neschopný startu nad studní.

Na závěr

Zajistěte motor s otvory musí mít určitý průtok prací kapaliny. Čím více lopatek má rotor, tím větší je množství vyplachování potřebné během provozu zařízení. To však vede ke zvýšení opotřebení jednotky.

Pokud není na zařízení žádné zatížení (při zdvižení ze studny), vnitřní tlak klesá. Pokud je rotor zavěšen, přenechejte zařízení těžší. To vyžaduje obrovské množství energie.

Když se zvyšuje zatížení PDM, na začátku postupu nastane pokles tlaku. Je však obnoven, když je rotor rozložen.

Při ovládání přístroje je třeba brát v úvahu maximální dovolený tlak v pracovní jednotce. Pokud je zadaná čára překročena, elastomer se deformuje. Moment bude ztracen. Současně se práce nemůže pohybovat vpřed a pracovní médium bude suché motorem.

Nejnižší ztráty provozního tlaku jsou pozorovány s nárůstem průřezu bitu. Pokud jeho velikost klesá, dochází k rychlému opotřebení ložisek. Tok tekutiny nemá čas na ochlazení.

Po zvážení toho, co je zašroubujte motor, jeho hlavní charakteristiky a aplikační podmínky, je možné správně zvolit správný model zařízení.