Positiiviset moottorit (PDM)

Positive Displacement Motor (PDM), joka tunnetaan yleisesti mutamoottorina taiPositiivisen iskutilavuuden moottori (PDM), on tilavuusreiän sähkötyökalu, joka muuntaa porausnesteen hydraulisen energian mekaaniseksi pyörimiseksi. Suuntaporauksessa, vaakasuorassa kaivossa ja suorissa{1}}reikäsovelluksissa käytetty PDM mahdollistaa terän pyörimisen tarkan ohjauksen ilman, että koko porasarja pyöritetään pinnasta.

PDM saa virtansa porausnesteestä (mutasta), joka pumpataan pintamutapumpuista. Kun neste virtaa ohitusventtiilin läpi ja saapuu moottoriosaan, moottorin tulo- ja poistoaukkoon muodostuu paine-ero. Tämä painehäviö saa roottorin pyörimään epäkeskisesti staattorin sisällä. Pyörimisnopeus ja vääntömomentti välittyvät nivelen (flex akseli) ja käyttöakselikokoonpanon kautta poranterään, mikä mahdollistaa porauksen.

PDM koostuu neljästä suuresta kokoonpanosta:

1. Ohitusventtiili
2. Hydraulimoottori (staattori ja roottori)
3. Nivel (joustava akseli)
4. Vetoakselin kokoonpano

1. Ohitusventtiili

Ohitusventtiili koostuu venttiilirungosta, venttiiliholkista, venttiilin sydämestä ja jousesta. Nestepaineen vaikutuksesta venttiilin sydän liukuu holkin sisällä ja muuttaa virtausreittiä. Venttiilillä on kaksi tilaa:

• Ohitustila (avoin):Laukaisun aikana (kun mutavirtaus on alhainen tai pysähtynyt) jousi työntää ytimen ylös ja avaa ohitusportit. Poranauhassa oleva muta ohittaa moottorin ja poistuu renkaaseen.
• Suljettu tila:Kun mudan virtausnopeus ja paine saavuttavat asetetun arvon, ydin siirtyy alaspäin ja sulkee ohitusportit. Kaikki muta virtaa sitten moottorin läpi ja muuntaa paineenergian mekaaniseksi pyörimiseksi.

2. Moottoriosa (staattori ja roottori)

Moottori on PDM:n ydinkomponentti.

Staattori:Teräsputki, jossa on elastomeeri (kumi) vuori, joka on valettu kierteiseen muotoon, jolla on tietyt geometriset parametrit.

Roottori:Kova-teräksinen kierreruuvi (yleensä kromattu-pinnoitettu tai kova{2}}pintainen), joka kytkeytyy staattoriin.

Roottori ja staattori muodostavat sarjan suljettuja onteloita. Kun mutapaine pakottaa roottorin kääntymään epäkeskisesti staattorin sisällä, pyöriminen välittyy terälle. Yksi kierreväli (yksi täydellinen kierre) vastaa yhtä vaihetta. Tehokkaan toiminnan varmistamiseksi painehäviö ei saa ylittää 0,8 MPa (noin 116 psi); Tämän jälkeen sisäinen vuoto (luisto) lisääntyy, roottorin nopeus laskee jyrkästi ja moottori voi vaurioitua.

Suorituskykyominaisuudet:

• Teoreettinen ulostulomomentti on verrannollinen moottorin painehäviöön.
• Ulostulon pyörimisnopeus (RPM) on verrannollinen syötetyn mudan virtausnopeuteen.
• Kun kuormitus (bitin vääntömomentti) kasvaa, moottorin nopeus laskee.

Tarkkailemalla pintapumpun painetta ja virtausnopeutta porakone voi ohjata tehokkaasti pohjareiän vääntömomenttia ja kierroslukua.

Roottorikeilat (kierteet):Roottorit voivat olla yksi-keila tai moni{1}}keila.

• Vähemmän lohkoja (esim. 1:2)→ Suurempi kierrosluku, pienempi vääntömomentti.
• Lisää lohkoja (esim. 7:8)→ Pienempi kierrosluku, suurempi vääntömomentti (ihanteellinen{0}}korkeavääntömomenttisovelluksiin, kuten vaakasuoraan poraukseen).

3. Nivel (joustava akseli)

Yleisnivel muuttaa roottorin planeettaliikkeen (epäkeskisen) käyttöakselin samankeskiseksi (aksiaaliseksi) kiertoliikkeeksi. Useimmat nykyaikaiset PDM-laitteet käyttävät joustavaa akselia (flex{1}}shaft) luotettavuuden ja tiiviyden takaamiseksi.

4. Vetoakselikokoonpano

Vetoakseli välittää pyörimisen ja vääntömomentin yleisnivelestä poranterään. Se kestää myös porauksen aikana kohdattavat aksiaaliset (paino-terän-paino) ja radiaaliset kuormat. Siksi käyttöakselit vaativat suurta kovuutta, erinomaista kulutuskestävyyttä ja pitkää käyttöikää. Lämpökäsittelyä (karkaisua ja karkaisua) käytetään yleisesti pidentääkseen merkittävästi käyttöakselin komponenttien käyttöikää.

Toimintaohjeet

• Virtausnopeus:Todellisen mudan virtausnopeuden on pysyttävä valmistajan suosittelemalla alueella. Liiallinen virtaus voi nopeuttaa kulumista; riittämätön virtaus heikentää moottorin tehokkuutta.
• Paineen lasku:Tarkkaile painehäviötä moottorin yli. Äkillinen nousu tai epäsäännöllinen käyttäytyminen voi olla merkki moottorin pysähtymisestä tai sisäisestä vauriosta.
• Käynnistysmomentti:Alkuvääntömomentti voi olla suurempi kuin käyttömomentti; käyttäjien tulee kuormittaa hitaasti.

Sovellukset

PDM:t ovat välttämättömiä:

• Suunta- ja vaakaporaus (taivutetulla kotelolla).
• Sidetracking ja re{0}}entry-poraus.
• Kierreputkien poraus.
• Suora{0}}reiän poraus, kun halutaan ohjattua teränopeutta.

Positive Displacement Motor on kypsä, luotettava poraustyökalu, joka muuntaa hydraulisen tehon mekaaniseksi pyörimiseksi, mikä mahdollistaa tehokkaan porauksen pystysuorassa, poikkeamassa ja vaakasuuntaisessa kaivossa. Sen osien -ohitusventtiilin, moottorin (staattori/roottori), nivelnivelen ja käyttöakselin- sekä virtausnopeuden, painehäviön, vääntömomentin ja nopeuden välisten suhteiden ymmärtäminen on olennaista porauksen suorituskyvyn optimoimiseksi ja porausreikien vikojen estämiseksi. Elastomeeritekniikan, roottorin pinnoitteen ja käyttöakseleiden lämpökäsittelyn edistyminen laajentaa edelleen PDM:ien käyttöaluetta korkeissa-lämpötiloissa, suurella-vääntömomentilla ja vaativissa porausympäristöissä. Jos haluat lisätietoja, ota rohkeasti yhteyttä Vigor-tiimiin saadaksesi tarkempia tuotetietoja.