Забойный двигатель

ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, погружная машина для бурения скважин, преобразующая подводимую с поверхности гидравлическую или электрическую энергию в механическую энергию вращающегося породоразрушающего инструмента. Применяются преимущественно в бурении на нефть и газ. Забойные двигатели различают: по особенностям применения (универсальные, для горизонтального и наклонно-направленного бурения); по типу породоразрушающего инструмента (для бурения сплошным забоем и колонковые); по конструкции (односекционные, секционные, редукторные, шпиндельные и др.). Использование забойного двигателя (по сравнению с ротором при роторном бурении) обеспечивает повышение технико-экономических показателей бурения за счёт увеличения механической скорости, сокращения количества аварий с бурильной колонной и снижения энергозатрат. Наибольшее практическое применение получили следующие забойные двигатели: турбобуры (около 80% от всего объёма бурения в Российской Федерации), винтовые двигатели и электробуры. Рабочим органом всех забойных двигателей является система статор - ротор.

Винтовой двигатель - гидравлический забойный двигатель объёмного типа, многозаходные рабочие органы которого выполнены по схеме героторного механизма, приводимого в действие за счёт энергии промывочной жидкости. Первые винтовые двигатели с высокой частотой вращения разработаны в США инженером Харрисоном (1962) на базе обращённого однозаходного героторного винтового насоса Муано. Многозаходный винтовой двигатель с низкой частотой вращения создан в СССР С. С. Никомаровым, М. Т. Гусманом и др. (1966-70). Винтовые двигатели характеризуются: высоким крутящим моментом при низкой частоте вращения (поэтому винтовые двигатели являются наиболее эффективным приводом породоразрушающего инструмента); возможностью регулирования характеристик двигателей изменением кинематического отношения рабочих органов (отношение числа зубьев ротора к числу зубьев статора); минимальными осевыми габаритами, что способствует широкому применению винтовых двигателей в горизонтальном и наклонно-направленном бурении, а также при ремонте скважин.

Электробур - забойный двигатель с погружным электродвигателем, на валу которого закреплено буровое долото. Идея применить электробур для ударного бурения принадлежит российскому инженеру В. И. Дедову (1899). Первый в мире электробур для вращательного бурения был создан и применён в СССР А. П. Островским и Н. В. Александровым (1938-40). Различают электробуры трубные и беструбные. Трубный электробур опускают в скважину на бурильных трубах, а беструбный - на тросе-кабеле. Отличительной особенностью электробуров является относительно стабильная частота вращения при изменении нагрузки двигателя. Благодаря наличию проводной связи с забоем использование электробуров особенно перспективно для исследования режимов бурения.

Лит.: Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование. Екатеринбург, 2002; Технология бурения нефтяных и газовых скважин / Под редакцией А. И. Спивака. 2-е изд. М., 2004.