не снижая мощности, что особенно актуально при бурении горизонтальных стволов скважин.
Различают четыре режима работы ВЗД:
1. холостой;
2. оптимальный (наиболее высокого КПД);
3. экстремальный (максимальной мощности);
4. тормозной (число оборотов = 0).
Рис. 7.2. Зависимость момента и частоты вращения вала ВЗД от кинематического соотношения рабочих элементов (D,Q,P-const)
Наиболее уязвимым узлом двигателя является соединение ротора двигателя с шпиндельной секцией. Механизм, соединяющий планетарно движущийся ротор с концентрично вращающимся валом, работает в тяжелых условиях. Помимо передачи крутящего момента и осевой нагрузки, этот узел должен воспринимать сложную систему сил в агрегате, характеризующейся непостоянной ориентацией ротора. Существует несколько решений:
1. Шарнирные соединения;
2. Торсион (Гибкий вал).
Торсион (гибкий вал) не нашел применения из-за их ненадежности при перекосе секций более 1030 '. [15]
Винтовой забойный двигатель представляет собой симметричный роторный агрегат с применением зубчатого косого зацепления, приводимый в действие за счёт давления подаваемой жидкости (Рис 66).
Конструктивно состоит из:
• Двигательного узла.
• Рабочей части.
Двигательная секция ВЗД – основной силовой компонент двигателя и поэтому определяет его основные технические характеристики, такие как мощность, крутящий момент, КПД и частота вращения ротора.
Ротор имеет конструкцию похожую на сверло, но с высокопрочным износостойким покрытием, так как предназначен для передачи крутящего момента. Его изготавливают из высокопрочной легированной стали.
Количество зубьев у него меньше на одну единицу, чем у статора. Двигательный узел выполняют с определённым натяжением зубчатого зацепления, который зависит от параметров рабочей жидкости, свойств эластомера, температуры эксплуатации, а также других характеристик. От того, насколько точно они будут подобраны зависит прочность двигателя в целом и его ресурс работы.
На ресурс работы рабочей пары влияют следующие факторы:
• Присутствие в рабочей жидкости абразивных твёрдых частиц и дополнительных примесей.
• Использование в составе жидкости веществ, которые разъедают эластомер или изменяют его механические свойства. К ним относятся: соли, жидкость с высоким содержанием нефтепродуктов, хлориды, кислоты и соли.
• Превышение допустимых норм по температурным условиям в точке забоя, которые могут влиять на эластомер.
• Недостаточный прогрев рабочей пары при старте двигателя.
• Использование неправильного натяжения статор-ротор.
Винтовой
