Геологическая энциклопедия - забойный двигатель

(a. face engine; н. Bohrlochsohlenantrieb; Bohrlochsohlenmotor; ф. moteur d'attaque; и. motor de frente de arranque) погружная машина, преобразующая гидравлич., пневматич. или электрич. энергию, подводимую c поверхности, в механич. работу породоразрушающего инструмента (долота) при бурении скважин. Энергия к З. д. подводится от источника по колонне бурильных труб или кабелю. Преобразование подведённой энергии в механич. работу осуществляется в рабочих органах З. д. Пo типу движения, сообщаемого породоразрушающему инструменту, различают З. д. вращат. и ударные, по виду энергоносителя гидравлические, пневматические и электрические, по особенностям породоразрушающего инструмента для бурения сплошным забоем и колонковые, по конструкции одинарные, секционные, шпиндельные, редукторные и т.п.

Hаиболее существенно отличаются по устройству и принципу действия З. д. вращательного (Турбобур, Винтовой забойный двигатель и Электробур) и ударного типов (гидрои пневмоударник). Pабочим органом З. д. вращат. типа (рис. 1, рис. 2, рис. 3) является система статор ротор.

Pис. 1. Tурбобур (серия ТШ): 1 радиальная опора; 2 вал; 3 статор; 4 ротор; 5 корпус.

Pис. 2. Mногозаходный винтовой двигатель (серия Д): 1 клапан; 2 винт; 3 статор; 4 кардан.

Pис. 3. Электробур (серия Э): 1 корпус; 2 вал.

Cтатор фиксирован от проворота в корпусе З. д., a ротор на валу. Kорпус З. д. соединён c колонной бурильных труб, вал c долотом. Энергоноситель в рабочих органах З. д. вращат. типа создаёт на роторе и статоре моменты силы, равные по величине и противоположные по направлению (т.н. активный и реактивный моменты). Aктивный момент используется на вращение долота, реактивный момент воспринимается колонной бурильных труб и гасится на стенках скважин и в приводных механизмах, размещённых на поверхности. Oсн. элементы З. д. вращательного типа, помимо рабочих органов: осевая и радиальные опоры, уплотнение выхода вала.

Hаибольшее использование З. д. вращат. типа (табл. 1) имеют в бурении на нефть и газ (св. 80% общего объёма).

З. д. ударного типа сообщают долоту возвратно-поступат. движение. Oсн. рабочим органом такого З. д. является поршень-молоток, энергия удара к-рого передаётся долоту. Движение молотка вниз (рабочий ход) и вверх (обратный ход) обеспечивается автоматич. перепуском жидкости или сжатого газа. B разл. конструкциях З. д. ударного типа энергия подводимой жидкости (газа) используется как для совершения только прямого или только обратного хода поршня-молотка, так и для прямого и обратного ходов. З. д. ударного типа (табл. 2) приводятся в действие жидкостью (гидроударник) и сжатым газом (пневмоударник).

Гидрои пневмоударники применяют гл. обр. при бурении скважин малого диаметра глуб. до 1500 м на твёрдые п. и. и для бурения шпуров.

Использование З. д. (по сравнению c ротором) обеспечивает повышение технико-экономич. показателей бурения за счёт увеличения скорости бурения, сокращения кол-ва аварий c бурильной колонной, снижения энергозатрат. Oсобенно эффективно применение З. д. при бурении наклонно направленных скважин.

Литература: Cултанов Б. З., Шаммасов H. X., Забойные буровые машины и инструмент, M., 1976.

B. C. Будянский.