Quali sono i componenti della fresa PDM (Progressing Cavity Drill)?

La trivella PDM è una trivella a spostamento positivo per pozzi petroliferi che utilizza il fluido di perforazione come fonte di energia per convertire l'energia di pressione del fluido in energia meccanica.

Ingegneria

La perforatrice PDM è composta principalmente da quattro componenti principali: valvola di bypass, motore idraulico, albero cardanico e albero di trasmissione. Il motore a vite (motore idraulico) è il componente centrale della perforatrice.

1. Gruppo valvola di bypass

La valvola di bypass è composta da un corpo valvola, una boccola, un nucleo valvola e una molla. Sotto pressione, il nucleo valvola scorre all'interno della boccola e il suo movimento modifica la direzione del flusso del fluido, conferendo alla valvola di bypass due stati: bypass e chiusa.

Durante le operazioni di estrazione e reinserimento nel pozzo: i fori passanti del manicotto della valvola e del corpo valvola non sono chiusi, pertanto la valvola di bypass si trova in stato di bypass, consentendo al fango presente nella 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 nucleo della valvola si sposta verso il basso per chiudere il foro della valvola di bypass. A questo punto, il fango fluisce attraverso il motore, convertendo l'energia di pressione in energia meccanica.

Quando la portata del fango è troppo bassa o la pompa è arrestata: la molla spinge il nucleo della valvola verso l'alto e il foro della valvola di bypass si apre, riportando la valvola allo stato di bypass.

2. Motore idraulico

Il motore idraulico è costituito da uno statore e un rotore. Lo statore è realizzato iniettando una boccola di gomma nella parete interna di un tubo d'acciaio, e il suo foro interno ha una forma elicoidale con specifici parametri geometrici. Il rotore è una vite senza fine con un rivestimento indurente. Il rotore e lo statore si ingranano tra loro, e la differenza di potenziale crea una cavità elicoidale sigillata che permette la completa conversione dell'energia.

L'elica del rotore del motore può essere ad avviamento singolo o multiplo:

Un minor numero di avviamenti del rotore si traduce in una maggiore velocità di rotazione e una coppia inferiore;

Un maggior numero di avviamenti del rotore si traduce in una velocità di rotazione inferiore e in una coppia maggiore.

3. Albero cardanico

La funzione dell'albero cardanico è quella di convertire il moto planetario del motore nella rotazione ad asse fisso dell'albero motore e di trasmettere la coppia e la velocità di rotazione generate dal motore all'albero motore (e in definitiva alla punta del trapano). La maggior parte degli alberi cardanici adotta un design ad albero flessibile.

4. Albero di trasmissione

L'albero motore ha il compito di trasmettere la potenza rotazionale del motore alla punta del trapano, sopportando al contempo i carichi assiali e radiali generati dal peso sulla punta (WOB). Pertanto, l'albero motore deve possedere elevata durezza, resistenza all'usura e una lunga durata. In questo caso, il trattamento termico di tempra può prolungare significativamente la durata dell'albero motore.

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