Характеристики ВЗД необходимы для выбора оптимальных параметров режима бурения и поддержания их в процессе долбления, а также для оп­ределения путей дальнейшего совершенствования конструкций ВЗД и тех­нологии бурения с их использованием.

В последнее время внимание к характеристикам ВЗД все более повы­шается. Это связано с внедрением регулируемых приводов буровых насо­сов, для эффективного использования которых знание характеристик гид­ромашины становится непременным условием; распространением новых технологий (наклонно направленное и горизонтальное бурение, бурение с использованием непрерывных труб), особенно чувствительных к измене­нию режимов работы ВЗД.

Современные программы бурения ведущих зарубежных фирм преду­сматривают стендовые испытания каждого гидродвигателя с целью получе­ния их фактических характеристик. Несмотря на дополнительные затраты, это позволяет наиболее эффективно использовать ВЗД, в частности, кос­венно по давлению на стояке контролировать нагрузку на долото, что в ко­нечном итоге приводит к улучшению технико-экономических показателей процесса бурения.

В России стендовые испытания также стали проводить заводы-изготовители двигателей.

В общем случае различают статические и динамические характеристи­ки ВЗД. Статические характеристики отражают зависимости между пере­менными гидродвигателя в установившихся режимах. Динамические харак­теристики определяют соответствующие зависимости в неустановившихся режимах и обусловливаются инерционностью происходящих процессов. К динамическим относятся и пусковые характеристики гидродвигателя.

Статические характеристики ВЗД. Статические характеристики ВЗД можно условно классифицировать как стендовые и нагрузочные. Стендо-

О

О               12               3               4               5

Рис. 4.14. Типичная стендовая характеристика ВЗД (ДГ-155)

7 М, кНм

вые характеристики (как функции от крутящего момента) определяют в результате испытаний гидродвигателя. Нагрузочные характеристики (как функции от осевой нагрузки) чаще всего рассчитывают по стендовым для конкретных условий бурения.

Типичные стендовые характеристики винтового двигателя представле­ны на рис. 4.14. По мере роста момента М перепад давления р увеличива­ется практически линейно, а частота вращения п снижается вначале незна­чительно, а при приближении к тормозному режиму — резко. Кривые мощности N и общего КПД г\
имеют экстремальный характер.

Различают четыре основных режима: холостой (М = 0); оптимальный (максимального КПД); экстремальный (максимальной мощности) и тормоз­ной (ï = 0).

Рабочий режим ВЗД принимается соответствующим экстремальному (паспортные данные двигателя приводятся для данного режима) или режи­му максимально допустимого перепада давлений (ограниченного объемным КПД или контактными напряжениями в паре). Некоторые фирмы в своих каталогах приводят конкретные значения допускаемого р.

Оптимальный режим смещен влево по отношению к экстремальному, т.е. наступает при меньших значениях крутящего момента. Как правило, экстремальный режим, соответствующий условиям наиболее эффективного разрушения горных пород, расположен рядом с границей зоны устойчивой работы ВЗД, при достижении которой дальнейшее увеличение нагрузки приводит к торможению двигателя.

Обратите внимание: