Забойные двигатели для бурения скважин

Забойные двигатели для бурения скважин представляют собой погружное устройство, которое преобразует электрическую энергию, гидравлические или пневматические усилия, производимые буровой установкой, расположенной на поверхности, в движение бурового долота для разрушения буримой породы в забое скважины. Энергия, необходимая для приведения в движение породоразрушающего инструмента, передается к нему по колонне бурильных труб или с использованием специального кабеля и преобразуется непосредственно самим устройством в механические движения.

Использование забойного двигателя для бурения скважин позволяет увеличить скорость бурения, снизить энергозатраты и риски аварийных ситуаций, если сравнивать данную конструкцию с ротором. Кроме того, забойные двигатели продемонстрировали высокую эффективность при создании скважин с заданным отклонением по вертикали.

Забойные двигатели, используемые при проведении буровых работ, делятся на категории по ряду критериев. В зависимости от типа движения, которое передается породоразрушающему элементу, забойные двигатели делятся на устройства ударного и вращательного действия. Энергия, передаваемая от буровой установки к забойному двигателю, может быть как электрической, так и передаваться гидравлическими или пневматическими системами, а в зависимости от целей забойные двигатели для бурения скважин могут быть колонковыми или использоваться для проведения работ по бурению сплошным забоем. В данном случае перечислены лишь основные параметры классификации данных устройств, наибольшими отличиями среди классификационных признаков характеризуется разделение забойных двигателей по типу совершаемых движений для воздействия на породу (ударов или вращения).

Первый вид используется в основном при бурении скважин небольшого диаметра на глубину не превышающую 1 500 метров. Забойный двигатель для бурения скважин ударного типа сообщает породоразрушающему инструменту возвратно-поступательные движения с помощью поршня-молотка, приводимого в действие путем перепуска газа или гидравлической жидкости (в зависимости от этого рабочий орган именуется пневмодарником или гидроударником). При производстве забойных двигателей их конструкция может быть спроектирована таким образом, чтобы передаваемое усилие сообщалось рабочему органу только для осуществления поступательного движения, исключительно для его возврата в исходное положение (то есть прямого и обратного хода соответственно), а также для осуществления обоих движений.

Забойные двигатели, передающие долоту движение вращения, нашли особенно широкое применение в сфере бурения скважин для добычи нефти и газа.

Конструкция данного типа забойного двигателя подразумевает наличие фиксированного в корпусе устройства статора и закрепленного на валу ротора, при этом первый соединен с колонной труб, а второй связан с породоразрушающим элементом. Создаваемый двигателем активный момент обеспечивает движение долота для разрушения породы, а обратно направленный реактивный момент с таким же показателем усилия гасится в стенках скважины и на приводах установки на поверхности.