Подшипник электродвигателя бурового раствора

Узел подшипника забойного двигателя используется для передачи вращательного динамического усилия двигателя на долото, тем временем, чтобы выдерживать осевую и радиальную нагрузку от бурового груза. Внутри узла подшипника Монтон использует радиальный подшипник TC и многослойные упорные подшипники. Упорные подшипники поддерживают усилие опускания, возникающее в результате "массы на долото" (WOB) и нагрузки, возникающие в результате сочетания гидравлических упорных и весовых нагрузок от внутренних компонентов.Monton предоставляет различные узлы подшипников, разработанные для удовлетворения различных требований отрасли бурения.

Радиальный подшипник электродвигателя бурового раствора

 Узел подшипника электродвигателя бурового раствора, включающий: Стационарный корпус с внутренней стенкой, определяющей внутреннее отверстие; вращающийся приводной вал, выдвигающийся через внутреннее отверстие неподвижного корпуса, поворотный приводной вал с трубчатым приводным валом с одинаковым наружным диаметром, заканчивающимся на выходной секции с увеличенным наружным диаметром, вращающимся приводным валом, включая внутреннее отверстие для прохода бурового раствора; подшипниковой секцией, несущей радиальную нагрузку и осевую нагрузку, подшипниковая секция, включая по крайней мере пару стационарных колец подшипника и по крайней мере пару вращающихся колец подшипника в виде стека, каждое из неподвижных колец подшипника имеет внутреннюю и внешнюю периферию, Внешняя периферия каждого из неподвижных колец подшипника, оперативно прижимая к внутренней стенке неподвижного корпуса, внутренняя периферия каждого из неподвижных колец подшипника, включая выступ, каждое из вращающихся колец подшипника, имеющих внутреннюю периферию и внешнюю периферию, внутренняя периферия каждого вращающегося кольца подшипника, оперативно прицепанная к трубчатому приводному валу, внешняя периферия каждого вращающегося кольца подшипника, включая выступ, выступы пары неподвижных колец подшипника, образующих углубление, которое позволяет обеспечить выступание одной из пар вращающихся колец подшипника при скользящей связи; при этом расположение друг над другом чередуется по крайней мере частично перекрывающимися неподвижными кольцами подшипника и вращающимися кольцами подшипника.  

Подшипники электродвигателя бурового раствора

Подшипники двигателя бурового раствора или шариковые подшипники обычно используются для реакции осевых или осевых нагрузок на моторы бурового раствора с опущенными отверстиями. При использовании силовых секций с низкой частотой вращения такие подшипники обеспечивают достаточный срок службы и надежность. Однако усталость компонентов подшипника приводит к линейному сокращению срока службы при увеличении скорости. Такая усталость делает шариковые подшипники непригодными для моторов с высокой частотой вращения. Согласно стандартной инженерной практике шариковые подшипники должны быть установлены в соответствии с L10 сроком службы, или количество оборотов, которое группа одинаковых подшипников должна выдержать до выхода из строя 10%. Поскольку обороты связаны с частотой вращения, подшипники, работающие в двигателе с более высокой частотой вращения, выходят из строя до того, как они будут работать в низкоскоростном двигателе, например, можно ожидать, что срок службы подшипников будет уменьшен на 90%, если частота вращения будет увеличена с 100 до 1000 об/мин. Помимо срока службы, потери трения и мощности часто представляют интерес для бурения. Шариковые подшипники называются подшипниками без трения из-за качения элементов, однако на практике потери на трение возникают из-за сопротивления качению и скольжения. Величина приближения коэффициента трения (cof) для подшипника углового контакта, работающего в идеальных условиях неабразивной смазки, составляет 0.0032.1 в буровой грязи, можно предположить, что коэффициент трения (cof) значительно выше.

Подшипник в сборе

Функция узла подшипника в бурильной системе с положительным рабочим объемом заключается в поддержке осевой нагрузки (обычно нагрузка на долото) и централизации и поддержке боковой нагрузки на приводной вал двигателя. Узлы подшипников, используемые в бурильных моторах, разработаны для использования в различных областях применения с определенными конфигурациями двигателей, предлагающими различные варианты осевого типа подшипников. Все подшипники MONTON смазаны жидкостью и оптимизированы для конкретных условий бурения.

Шариковый подшипник Ультра шариковый подшипник в сборе был усовершенствован в течение многих лет и подходит для большинства операций бурения. Эти подшипники используются на различных силовых секциях, где требуется умеренная нагрузка на долото и крутящий момент при бурении. С появлением высокопроизводительных сверлильных двигателей Ultra с повышенным крутящим моментом шариковые подшипники постоянно улучшались для работы с ними.

Шариковый подшипник в сборе является предпочтительным подшипником для многих областей применения, поскольку современные долота PDC требуют более высокого крутящего момента, доступного в современных секциях бурильной машины. Этот узел подшипника предназначен для более сложных работ с использованием низкоскоростных или среднескоростных двигателей, где целью является повышение производительности бурения за счет увеличения крутящего момента на долото.

Узлы шариковых подшипников 6 ¾ дюйма Extreme™ разработаны для обеспечения максимальной производительности и надежности в сложных условиях бурения и предназначены исключительно для использования с двигателями Extreme. Также отличающийся увеличенным внутренним диаметром, этот тип подшипников позволяет пошагово изменять крутящий момент приводного вала двигателя, обеспечивая надежную передачу большого крутящего момента, создаваемого секцией с экстремальной мощностью.

Подузел подшипника

Узел подшипника передает крутящий момент и скорость ротора, а также сжимающую нагрузку из нижнего отверстия в сборе (BHA). Основными компонентами узла подшипника являются приводной вал, корпус подшипника, радиальные подшипники и осевые подшипники.

Осевые подшипники представляют собой многослойные шариковые и кольцеобразные опоры, которые обеспечивают высокую производительность и простоту ремонта. Узел подшипника также имеет смазанную грязь конструкцию, в которой буровая жидкость обеспечивает смазку радиальных и осевых подшипников во время бурения. Преимущество смазки бурового раствора заключается в том, что существуют минимальные ограничения на падение давления коронки по сравнению с герметичным подшипником в сборе. Падение давления коронки может быть максимально максимальным для оптимальной скорости проходки без ущерба для срока службы узла подшипника. Кроме того, поскольку узлы подшипников, смазываемые грязью, не содержат эластомерных уплотнений, их можно использовать при самых высоких температурах в нишах и в высокоароматических буровых растворах без риска ухудшения качества. Корпуса подшипников имеют резьбовой наружный диаметр для винтовых стабилизаторов для инструментов с наружным диаметром более 5". Эта опция позволяет менять стабилизаторы в поле.

Monton предлагает два варианта сборки подшипников: M1 и M2.

M1 Подузел подшипника

Узел подшипника первого поколения с грязевой смазкой представляет собой проверенную на практике конструкцию, которая применяется в большинстве буровых работ. M1 идеально подходит для работы с силовными секциями Flex Drill.

ПОДШИПНИК В СБОРЕ M2

Узел сборки подшипника производительности G2 (второго поколения), предназначенный для более суровых условий бурения. Благодаря улучшенной радиальной и осевой конструкции узла M2 может выдерживать более высокий крутящий момент, связанный с силовая секция HR или Siro Star. Улучшенные радиальные подшипники обеспечивают повышенную прочность при работе с высокой затыловкой. Короткий узел сборки подшипника M2, который устанавливается между резками, доступен в ограниченном размере.

Подшипниковая секция

Подшипниковая секция составляет нижнюю половину двигателя. Он состоит из приводного вала, который опирается на ряд радиальных и упорных подшипников. Секция подшипника управляет механической энергией, подаемой силовой секцией на приводной вал. Приводной вал передает эту энергию на буровое долото через редуктор. Параметры бурения, такие как вес долота (WOB), скорость циркуляции и дифференциальное давление долота, непосредственно влияют на подшипниковое сечение.

Подшипниковая секция Monton представляет собой открытую конструкцию подшипника (т.е. подшипники смазываются сверлильной жидкостью). В компании Monton используется многослойная конструкция с несколькими шариками и дорожками качения для упорных подшипников (см. рис. 5). Открытая система подшипников обеспечивает преимущество, позволяя более высокое дифференциальное давление в сверлильной коронке по сравнению с традиционной герметичной системой подшипников.

Упорные подшипники поддерживают усилие, направленное вниз, которое обеспечивает Вес бурового долота (WOB)

и нагрузки от общей гидростатической тяги и массы от внутренних компонентов двигателя. Радиальные подшипники поддерживают боковые нагрузки на приводной вал и помогают регулировать поток бурового раствора через узел подшипника. Часть бурового раствора отводится для охлаждения и смазки подшипников. В компании Monton используются радиальные подшипники с пластинами из карбида вольфрама, которые встраиваются в матрицу из карбида вольфрама для максимального сопротивления износу при боковых нагрузках.

О процессе перепроектирования  

Специально разработанные для обеспечения превосходной радиальной поддержки нагрузки как для герметичных, так и для буровых двигателей, радиальные подшипники из карбида вольфрама Monton изготавливаются с использованием уникальной технологии спекания микроволн (в результате чего твердость по Виккерсу составляет 1 600) по сравнению с обычной спеканием (при твердости по Виккерсу 1 000). Это обеспечивает высокую твердость 92 HRA, что обеспечивает превосходную износостойкость и долгий срок службы.

Чтобы значительно повысить производительность и надежность подшипников, инженеры компании Monton использовали собственные инструменты проектирования и моделирования компании Monton для:

• точно определить поведение блока подшипников

• измените конструкцию подшипника, чтобы свести к минимуму нагрузки и оптимизировать нагрузку грузоподъемность

• проверка новых конструкций и материалов. С помощью виртуальной испытательной установки Monton инженеры смогли выявить и устранить проблему треснутых колец и срезанных шариков — две общие проблемы с этим подшипником

Решения для внутрискважинного уплотнения

Компания Monton имеет инновационные конструкции уплотнений и качественные материалы для внутрискважинных вращающихся уплотнений, подвергающихся воздействию высокого давления. Уплотнение Monton Teflathene включает в себя уплотнительное кольцо из политетрафторэтилена с низким трением, прикрепленное к резиновому корпусу. Полностью резиновое уплотнение DM2 отделяет дрейфующие грязи от смазочных материалов в смазываемых маслом подшипниках гидромотора. Инструменты для сборки нижних отверстий (BHA), такие как амортизаторы и баночки, требуют уплотнений для защиты гидравлики инструмента от абразивных сверл и выбуренных в скважине частиц. Инструменты для измерения во время бурения (MWD) иногда требуют применения высокотемпературных герметизирующих растворов. Компания Monton разработала полную линейку проверенных на практике уплотнений для работы в таких сложных условиях, включая уплотнение, способное выдерживать температуру до 315 °C (600 °F).

Принцип работы нового подшипника

Стандартный подшипник гидромотора бурового раствора содержит от 8 до 12 рядов для оптимизации конструкции. Когда подшипник новый, большая часть нагрузки приходится на первые четыре или пять рядов . По мере износа каждого ряда нагрузка смещается в следующий ряд, а затем, пока все ряды не будут изнашиваться равномерно. Затем нагрузка возвращается в первый ряд, и процесс повторяется.

Эта уникальная конструкция позволяет подшипнику работать значительно дольше, чем предыдущие конструкции подшипников.

Характеристики продукта

• Специальная сталь для всех компонентов подшипников

• подшипник с полным комплектом

• прецизионные кольца

• Уникальная конструкция подшипника для поддержки тяжелых осевых буровых нагрузок

Преимущества для клиентов

• Улучшенная износостойкость

• увеличение грузоподъемности

• оптимизированное распределение нагрузки

• Повненность прочности

• повышение надежности

• индивидуальный дизайн

Применение:

Двигатель для бурения с маслом

Двигатель с отверстием вниз

Электрический погружной насос

Срок службы подшипника:

300 часов

Основные клиенты:

Нефтяная компания, например: SLB, Halliburton и GE

Основное применение:

Забойный двигатель или бурильный двигатель

Список размеров, который мы уже подготовили: