КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Для оценки перспектив применения и дальнейшего совершенствования ВЗД целесообразно определить и проанализировать критерии их эффективности - обобщенные показатели соответствия двигателей своему назначению.
При проектировании забойных двигателей для бурения скважин приоритет отдается не достижению максимального к.п.д., а обеспечению более эффективного процесса разрушения горных пород [104].
Несмотря на большое число различных факторов, влияющих на показатели бурения, эффективность применения забойных двигателей для привода долот определяется тремя показателями процесса: работой двигателя за один оборот 
, временем одного оборота (периода) Т1 и количеством оборотов (на 360°) 
долота за долбление [14].
В общем виде при сравнительной оценке забойных двигателей критерий эффективности их применения
(6-65)
Влияние указанных показателей на эффективность процесса бурения изменяется в период проводки скважины. Так, если на начальных интервалах бурения определяющими являются силовой и скоростной факторы ( 
), то при увеличении глубины скважины эффективность буровых работ в значительной степени зависит также и от стойкости долота ( 
).
Если все показатели процесса 
оказывают одинаковое влияние на эффективность бурения, выражение критерия КЭ упростится до вида
|
|
|
(6.65в)
Произведение 
определяет суммарную работу, затрачиваемую двигателем на разрушение горных пород за время долбления, а период 
- время контакта вооружения долота с забоем и, следовательно, при прочих равных условиях углубление за оборот.
Следовательно, частное выражение критерия КЭ (6.65а) можно использовать при оценке влияния характеристик забойных двигателей на скорости бурения и проходку на долото.
Поскольку работа за один оборот пропорциональна мощности двигателя N:
(6.66)
то выражение (6.65а) можно представить в виде
Из (6.656") следует, что КЭ пропорционален квадрату 
, поэтому мощность гидродвигателя N сама по себе еще не полностью определяет эффективность процесса бурения: при постоянстве мощности двух забойных двигателей (например, турбобура и винтового двигателя) и 
= idem предпочтение следует отдать тому из них, который обладает большим периодом T1 ,т.е. двигателю с меньшей частотой вращения. Поскольку
|
|
|
то работа за один оборот пропорциональна крутящему моменту М и не зависит от частоты вращения п:
(6.67)
Тогда зависимость критерия эффективности от крутящего момента и частоты вращения имеет следующий вид:
(6.65в)
Суммарное количество оборотов за долбление зависит как от условий бурения, так и от конструкции долота.
Для современных шарошечных долот с герметизированными опорами, режим нагружения которых определяет ресурс долота в целом, увеличивается при снижении частоты вращения. Однако поскольку зависимость от п количественно не установлена, в дальнейшем анализе влияние на эффективность использования забойных двигателей рассматриваться не будет.
В теории забойных двигателей обычно используется выражение критерия эффективности в виде
(6.68)
В фундаментальных работах по турбинному бурению скважин этот показатель трактуется как соотношение динамической (М) и кинематической (n) составляющих мощности и считается основным критерием эффективности разрушения горных пород, а также приемистости (нагрузочной способности) и устойчивости гидродвигателя при переменных нагрузках [96].
|
|
|
В табл. 6.8 представлены основные показатели гидравлических забойных двигателей общего назначения (трехсекционных турбобуров, винтовых двигателей серии Д) и расчетные критерии их эффективности. Показатели относятся к режиму максимальной мощности двигателей при одинаковом расходе жидкости [14, 49].
Из данных следует, что по сравнению с турбобурами ВЗД обладают на порядок большими значениями критерия эффективности 
Таблица 6.8
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 535; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!