Забойный двигатель, также известный как буровой двигатель, представляет собой устройство, используемое в процедурах геологического бурения. Технически забойный двигатель представляет собой объемный насос с прогрессивной полостью, который перекачивает жидкость за счет вращения винтового привода. Такой привод очень похож на винт Архимеда, где «винтовая» форма устройства может толкать как жидкости, так и твердые тела при вращении. Забойный двигатель немного отличается, потому что буровой раствор или сжатые газы используются для создания эксцентричного движения, характерного для забойных двигателей. Затем эксцентричное движение преобразуется в концентрическое движение, которое вращает буровое долото.
Как правило, забойные двигатели вращаются со скоростью от 60 до 100 оборотов в минуту (об/мин). Часто избегают более высоких скоростей вращения, потому что крутящий момент будет уменьшаться по мере увеличения скорости вращения. По этой причине забойные двигатели очень редко вращаются со скоростью более 100 об/мин. Потеря крутящего момента — не единственная переменная, когда речь идет об эффективности буровых работ; Более низкие обороты также желательны из-за снижения износа забойного двигателя и бурового долота, что помогает одновременно повысить эффективность бурения и долговечность.
Двигатели для бурового раствора состоят из множества компонентов, составляющих их общую сборку. Верхний переводник соединяет бурильную колонну с самим забойным двигателем. Далее идет силовая часть, где ротор и статор оптимизированы для максимальной выходной мощности. Силовая часть соединена с трансмиссией, где эксцентричное вращение от забойного двигателя преобразуется в концентрическое движение. для сверла. После трансмиссии устойчивый к давлению корпус подшипника соединяется с нижним переводником и буровым долотом.
По большей части бурение с забойным двигателем используется в направленном бурении. Направленное бурение применяется ко всем процессам невертикального бурения, которые лучше всего подходят для забойных двигателей. Это связано с тем, что направленное бурение часто требует, чтобы отверстие изгибалось в нужном направлении в определенных точках в процессе бурения. Выполнение этого без забойного двигателя может быть дорогостоящим и неэффективным, поскольку буровые двигатели могут изгибаться и изгибаться под ограниченными углами. При вертикальном бурении нет необходимости в изгибе просверливаемого отверстия.
Одним из основных недостатков забойных двигателей является футеровка статора, выполненная из эластомера. В идеале такая футеровка могла бы выдерживать суровые и экстремальные условия в течение более длительного времени, но эластомер, способный выдерживать такие условия в течение длительных периодов времени, еще предстоит разработать. По этой причине большинство отказов буровых двигателей происходит из-за проблем с эластомером.
