ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Для разработки регламентов рациональных режимов нагрузки ВЗД требуется знать диапазоны изменения крутящих моментов, при которых обеспечивается максимум к.п.д. или мощности гидродвигателя.
Используя известные выражения мощности и к.п.д гидродвигателя (5.108) и безразмерную форму записи первичных характеристик ВЗД (6.5), можно получить аналитические зависимости энергетических характеристик гидродвигателя [17]:
(6.13)
(6.14)
Где 
Из полученных выражений следует, что мощность и к.п.д гидродвигателя можно представить как произведение двух сомножителей: постоянного критерия ВЗД ( 
), не зависящего от нагрузки, и переменной гидродвигателя ( 
), зависящей от относительного крутящего момента 
Критерии мощности 
и эффективности 
ВЗД определяют идеальные мощность и к.п.д воображаемого гидродвигателя ( 
> 1), угловая скорость и перепад давления которого соответствуют холостому режиму, а крутящий момент равен тормозному моменту.
является энергетическим параметром гидродвигателя
(6.15)
Численные значения двигателя Д1-195 при 
= 1 и различных натягах в паре представлены в табл. 6.3.
Переменные ( 
) энергетических характеристик гидродвигателя можно рассматривать как относительные мощность и к.п.д (рис. 6.10), характеризующие во сколько раз уменьшаются N и 
| реального гидродвигателя по сравнению с :
|
|
|
(6.16)
(6.17)
Для определения границ экстремальных и оптимальных режимов ВЗД необходимо исследовать функции с целью нахождения значений 
, обеспечивающих максимум мощности или к.п.д. гидродвигателя при различных 
Рис. 6.10. Энергетические характеристики ВЗД ( 
= 2; 
=1; 
5)
Такие исследования показывают, что при 
= 1 экстремальный режим гидродвигателя 
имеет место при
(6.18)
Тогда, подставляя найденное значение 
в (6.16), получаем, что относительная мощность гидродвигателя в экстремальном режиме
(6.19)
Для гидродвигателя с линейной механической характеристикой ( 
= 1) 
= = 1/4, т.е. экстремальная мощность составляет всего 25 % от идеальной. Для двигателей с нелинейными характеристиками ( 
> 1) при возрастании значение 
увеличивается (табл. 6.7), превышая 50 % при = 4.
|
|
|
Точка оптимального режима гидродвигателя ( 
) зависит от сочетания безразмерных параметров подобия и h и находится из уравнения
(6.20)
Для гидродвигателя с постоянным перепадом давления (турбобур с нормальными турбинами) h = 1 и совпадает с 
.
=0,5
Для гидродвигателя с линейной механической характеристикой
Численные значения относительных крутящих моментов экстремального и оптимального режимов гидродвигателя при различных значениях 
(h = 5; 
= 1) приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4
| Показатель | | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
|
| 0,50 | 0,58 | 0,63 | 0,67 |
| 0,25 | 0,38 | 0,47 | 0,54 | |
| 0,31 | 0,40 | 0,47 | 0,52 | |
Анализируя табл. 6.4, можно сделать вывод о "координатах" оптимального и экстремального режимов ВЗД.Оптимальный режим гидродвигателя находится в середине интервала относительного момента ( 
1/2); экстремальный же режим несколько смещен к тормозному и расположен в окрестности точки 
2/3. Эти выводы полностью соответствуют результатам стендовых испытаний ВЗД,что подтверждает правомерность использования безразмерных характеристик (6.5).
|
|
|
При 
1/2, 
= 1 выражение к.п.д. (6.14) упрощается до вида h
Следовательно, максимальный к.п.д. ВЗДопределяется уровнем 
Методика аппроксимации характеристик ВЗД, основанная на их безразмерной форме записи и предназначенная для использования в алгоритме управления режимом бурения, требует обязательных стендовых испытаний каждого гидродвигателя, а также экспериментальных данных об изменении износа РО во времени.
При бурении скважины параметры аппроксимации характеристик ВЗД и износа РО могут экспериментально корректироваться при смене долота или наращивании инструмента, если система управления будет включать в себя диагностический блок.
Например, замеряя перепад давления в холостом режиме 
при известных расходе Q и плотности 
жидкости, по (6.6),
(6.11) можно получить информацию о фактическом натяге в РО в данный момент времени, а следовательно, оценить износ пары.
Представление об энергетических показателях ВЗД при изме-
Рис. 6.11. Универсальные характеристики ВЗД
нении расхода жидкости дают универсальные (топографические) характеристики [37]. Изолинии равного к.п.д. (рис. 6.11) очерчивают области оптимальных режимов, что облегчает эффективную отработку гидродвигателей при различных условиях эксплуатации.
|
|
|
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1046; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!