Винтовой забойный двигатель

Винтовой забойный двигатель представляет собой гидростатическое устройство с рабочими органами в виде планетарно-роторного механизма с внутренним зубчатым скошенным зацеплением. Применяется такой тип двигателя преимущественно в нефте- и газодобывающей сфере при бурении скважин, а также при проведении их капитального ремонта.

Конструкция винтового забойного двигателя включает в себя две основных секции – рабочую часть и двигательный узел. В состав рабочей части входят шпиндельная секция и регулятор угла. Регулятор угла, входящий в состав рабочей части, позволяет производить бурение скважин под углом. В его конструкции представлены два переходника, сердечник и муфта.

Одну из самых важных ролей выполняет именно шпиндельная секция, которая обеспечивает передачу крутящего момента породоразрушающему инструменту, принимая на себя осевую нагрузку и испытывая воздействие силы трения о стенки, сопровождающей работы по бурению наклонных или горизонтальных стволов. На радиальной и осевой опорах корпуса устройства закреплен вал, на который передается крутящий момент от ротора при помощи торсиона или карданного вала. Шпиндельная секция винтового забойного двигателя может быть как открытой (в этом случае смазка рабочих узлов обеспечивается рабочей жидкостью), так и закрытой (в этом типе конструкции рабочие элементы расположены в заполненном маслом отсеке, давление в котором выбирается исходя из необходимости значительного превышения показателя давления окружающей среды).

Однако, несмотря на высокую значимость рабочей части винтового забойного двигателя, ключевые технические характеристики этой машины определяет силовой компонент – двигательный узел. Роторный механизм выполнен в виде корпуса с расположенным внутри него винтовым эластомером. Именно к нему подсоединяется ротор, который под давлением жидкости начинает приходить в движение. Внешне ротор напоминает сверло, однако изготовлен он из легированной стали, а покрыт специальным материалом с высокими показателями износостойкости. На статоре устройства на один зубец больше, чем расположено на роторе, а натяжение зубчатого зацепления определяется индивидуально в зависимости от таких факторов как свойства эластомера, параметры рабочей жидкости, температуры и иных.

В случае, если натяжение статор-ротор выбрано неверно, высок риск снижения ресурса работы винтового забойного двигателя. Также на срок эксплуатации влияют наличие абразивных частиц в рабочей жидкости, а также негативно воздействующих на эластомер составов. Кроме того, снижает ресурс винтового забойного двигателя превышение температурных показателей работы.