Motore a spostamento positivo per fori di perforazione (PDM Drill)

Un trapano PDM (Positive Displacement Motor) è un motore a spostamento positivo di fondo pozzo che utilizza il fluido di perforazione come fonte di energia per convertire l'energia idraulica in energia meccanica. Quando il fango pompato dalla pompa del fango scorre attraverso ilvalvola di bypasse quando entra nel motore, si crea una certa differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del motore. Questa spinge il rotore a ruotare attorno all'asse dello statore, trasmettendo velocità e coppia attraverso il giunto cardanico e l'albero motore alla punta del trapano, consentendo così le operazioni di perforazione.

Componenti principali

Un trapano PDM è costituito principalmente da quattro gruppi principali: la valvola di bypass,motore da fangogiunto universale e albero di trasmissione.

Il motoriduttore è il componente principale dell'utensile. Secondo l'esperienza e le analisi teoriche, affinché un motoriduttore funzioni in modo efficace, la caduta di pressione per stadio non deve superare 0,8 MPa. In caso contrario, il motoriduttore potrebbe perdere liquido, causando una rapida diminuzione della velocità o un arresto completo, con conseguente rischio di danni al motoriduttore stesso.

Un singolo conduttore del motore è definito come uno stadio. La portata del fango utilizzata in cantiere deve rimanere entro l'intervallo raccomandato; in caso contrario, influirà sull'efficienza del motore e potrebbe aumentarne l'usura. I parametri prestazionali del motore a vite sono i principali parametri prestazionali della perforatrice PDM.

La coppia teorica in uscita del motore è proporzionale alla caduta di pressione, mentre la velocità in uscita è proporzionale alla portata del fango in ingresso. All'aumentare del carico, la velocità di rotazione dell'utensile diminuisce. Pertanto, controllando la lettura del manometro e la portata della pompa in superficie, è possibile gestire la coppia e la velocità di rotazione in profondità.

Sezione della valvola di bypass

La valvola di bypass è composta da un corpo valvola, una boccola, un cursore, una molla e altri componenti. Sotto l'azione della pressione, il cursore scorre all'interno della boccola. Il movimento del cursore modifica la direzione del flusso del fluido, portando la valvola di bypass in posizione di bypass o di chiusura.

Durante le operazioni di estrazione e chiusura della valvola, i passaggi nel manicotto e nel corpo valvola non sono sigillati, pertanto la valvola di bypass si trova in stato di bypass. Ciò consente al fango proveniente dalla batteria di perforazione di bypassare il motore ed entrare nell'anello.

Quando la portata e la pressione del fango raggiungono i valori standard impostati, il cursore della valvola si abbassa, chiudendo le porte della valvola di bypass. A questo punto, il fango fluisce attraverso il motore, convertendo l'energia idraulica in energia meccanica.

Quando la portata del fango è troppo bassa o la pompa è arrestata, la molla spinge verso l'alto il cursore della valvola, aprendo le porte di bypass e mettendo la valvola in stato di bypass.

Motore (sezione di potenza)

Il motore è costituito da uno statore e un rotore. Lo statore è formato mediante stampaggio a iniezione di un rivestimento in gomma all'interno di un tubo d'acciaio. Il suo foro interno ha una forma a spirale con specifici parametri geometrici. Il rotore è una vite senza fine con superficie temprata.

Il rotore e lo statore si ingranano tra loro. La differenza di lunghezza dei loro terminali crea cavità elicoidali sigillate, che facilitano la conversione dell'energia.

Le eliche del rotore del motore possono essere a lobo singolo o a lobi multipli. Minore è il numero di lobi del rotore, maggiore è la velocità e minore è la coppia; maggiore è il numero di lobi, minore è la velocità e maggiore è la coppia.

Giunto universale

La funzione del giunto universale è quella di convertire il moto planetario del motore in rotazione assiale per l'albero motore e di trasmettere la coppia e la velocità generate dal motore all'albero motore e, successivamente, alla punta del trapano. Comunemente si utilizza un giunto universale con albero flessibile.

Albero di trasmissione

La funzione dell'albero motore è quella di trasmettere la potenza rotazionale del motore alla punta del trapano, resistendo al contempo ai carichi assiali e radiali generati dal peso della punta stessa. Pertanto, l'albero motore deve possedere elevata durezza, resistenza all'usura e una lunga durata. Il trattamento termico di tempra può prolungare notevolmente la vita utile dell'albero motore.

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