Motori s pozitivnim obujmom (PDM)

Positive Displacement Motor (PDM), obično poznat kao mud motor iliMotor s pozitivnim zapremninom (PDM), volumetrijski je električni alat za bušotinu koji pretvara hidrauličku energiju tekućine za bušenje u mehaničku rotaciju. Široko korišten u primjenama usmjerenog bušenja, horizontalnih bušotina i ravnih-bušotina, PDM omogućuje preciznu kontrolu rotacije svrdla bez okretanja cijele bušaće trake s površine.

PDM pokreće tekućina za bušenje (isplaka) pumpana iz površinskih isplačnih pumpi. Kako tekućina teče kroz premosni ventil i ulazi u odjeljak motora, nastaje razlika tlaka na ulazu i izlazu motora. Ovaj pad tlaka pokreće rotor da se okreće ekscentrično unutar statora. Brzina vrtnje i okretni moment prenose se preko univerzalnog zgloba (fleksibilna osovina) i sklopa pogonske osovine na svrdlo, omogućujući operacije bušenja.

PDM se sastoji od četiri glavna sklopa:

1. Premosni ventil
2. Hidraulički motor (stator i rotor)
3. Univerzalni zglob (savitljiva osovina)
4. Sklop pogonskog vratila

1. Premosni ventil

Premosni ventil sastoji se od tijela ventila, rukavca ventila, jezgre ventila i opruge. Pod djelovanjem pritiska tekućine, jezgra ventila klizi unutar rukavca, mijenjajući putanju protoka. Ventil ima dva stanja:

• Stanje premosnice (otvoreno):Tijekom saplitanja unutra ili van (kada je protok isplake nizak ili zaustavljen), opruga gura jezgru prema gore, otvarajući premosne otvore. Isplaka u bušaćoj koloni zaobilazi motor i izlazi u prstenasti prostor.
• Zatvoreno stanje:Kada brzina protoka isplake i tlak dosegnu zadanu vrijednost, jezgra se pomiče prema dolje, zatvarajući premosne otvore. Sav mulj tada teče kroz motor, pretvarajući energiju pritiska u mehaničku rotaciju.

2. Dio motora (stator i rotor)

Motor je ključna komponenta PDM-a.

Stator:Čelična cijev s oblogom od elastomera (guma) oblikovana u spiralni oblik s određenim geometrijskim parametrima.

Rotor:Spiralni vijak od tvrdog-čeličnog čelika (obično kromiran-ili tvrdo-obložen) koji zahvaća stator.

Rotor i stator tvore niz zapečaćenih šupljina. Kako pritisak isplake prisiljava rotor da se okreće ekscentrično unutar statora, rotacija se prenosi na svrdlo. Jedan spiralni korak (jedan cijeli navoj) jednak je jednom stupnju. Za učinkovit rad, pad tlaka po stupnju ne smije premašiti 0,8 MPa (približno 116 psi); izvan toga, unutarnje propuštanje (klizanje) se povećava, brzina rotora naglo pada i može doći do oštećenja motora.

Karakteristike izvedbe:

• Teoretski izlazni moment proporcionalan je padu tlaka motora.
• Izlazna brzina vrtnje (RPM) proporcionalna je ulaznoj brzini protoka isplake.
• Kako se opterećenje (moment bita) povećava, brzina motora se smanjuje.

Praćenjem tlaka površinske pumpe i brzine protoka, bušilica može učinkovito kontrolirati moment i broj okretaja u minuti bušotine.

Klinovi rotora (navoji):Rotori mogu biti jednokraki-ili višekrakovi-.

• Manje režnjeva (npr. 1:2)→ Veći broj okretaja, manji okretni moment.
• Više režnjeva (npr. 7:8)→ Niži broj okretaja u minuti, veći zakretni moment (idealno za-aplikacije s visokim zakretnim momentom kao što je vodoravno bušenje).

3. Univerzalni zglob (savitljiva osovina)

Univerzalni zglob pretvara planetarno (ekscentrično) gibanje rotora u koncentričnu (aksijalnu) rotaciju pogonskog vratila. Većina modernih PDM-ova koristi dizajn fleksibilne osovine (flex-shaft) za pouzdanost i kompaktnost.

4. Sklop pogonskog vratila

Pogonsko vratilo prenosi rotaciju i moment od kardanskog zgloba do svrdla. Također podnosi aksijalna (težina-na-dlijetu) i radijalna opterećenja do kojih dolazi tijekom bušenja. Stoga pogonska vratila zahtijevaju visoku tvrdoću, izvrsnu otpornost na habanje i dug radni vijek. Toplinska obrada (kaljenje i kaljenje) obično se primjenjuje kako bi se značajno produžio vijek trajanja komponenti pogonskog vratila.

Operativne smjernice

• Brzina protoka:Stvarna brzina protoka isplake mora ostati unutar preporučenog raspona proizvođača. Prekomjerni protok može ubrzati trošenje; nedovoljan protok smanjuje učinkovitost motora.
• Pad tlaka:Pratite pad tlaka na motoru. Naglo povećanje ili nepravilno ponašanje može ukazivati ​​na zastoj motora ili unutarnje oštećenje.
• Početni moment:Početni okretni moment može biti veći od pogonskog momenta; operateri bi trebali polako primijeniti opterećenje.

Prijave

PDM su neophodni za:

• Usmjereno i horizontalno bušenje (sa savijenim kućištem).
• Bočno bušenje i-ponovno bušenje.
• Bušenje spiralnim cijevima.
• Ravno-bušenje rupa gdje je poželjna kontrolirana brzina svrdla.

Positive Displacement Motor je razvijen, pouzdan alat za bušotinu koji pretvara hidrauličku snagu u mehaničku rotaciju, omogućujući učinkovito bušenje u okomitim, zakrivljenim i vodoravnim bušotinama. Razumijevanje njegovih komponenti-premosnog ventila, motora (statora/rotora), univerzalnog zgloba i pogonske osovine-kao i odnosa između brzine protoka, pada tlaka, zakretnog momenta i brzine, temeljno je za optimiziranje performansi bušenja i sprječavanje kvarova u bušotini. Napredak u tehnologiji elastomera, premazivanju rotora i toplinskoj obradi pogonskih osovina nastavlja širiti radnu ovojnicu PDM-a pri visokim-temperaturama, velikom-okretnom momentu i zahtjevnim okruženjima bušenja. Za detaljnije informacije, slobodno se obratite Vigor timu za detaljnije informacije o proizvodu.