มอเตอร์ดิสเพลสเมนต์เชิงบวก (PDM) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่ามอเตอร์โคลนหรือมอเตอร์ดิสเพลสเมนต์เชิงบวก (PDM)เป็นเครื่องมือไฟฟ้าจากหลุมเจาะตามปริมาตรที่แปลงพลังงานไฮดรอลิกของของไหลจากการขุดเจาะไปเป็นการหมุนทางกล ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเจาะตามทิศทาง หลุมแนวนอน และการเจาะ-รูตรง PDM ช่วยให้สามารถควบคุมการหมุนบิตได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องหมุนสายสว่านทั้งหมดจากพื้นผิว
หลักการพื้นฐาน
PDM ขับเคลื่อนโดยการขุดเจาะของเหลว (โคลน) ที่สูบจากปั๊มโคลนที่พื้นผิว เมื่อของไหลไหลผ่านวาล์วบายพาสและเข้าสู่ส่วนของมอเตอร์ ความแตกต่างของแรงดันจะเกิดขึ้นทั่วทั้งทางเข้าและทางออกของมอเตอร์ แรงดันตกคร่อมนี้จะทำให้โรเตอร์หมุนผิดปกติภายในสเตเตอร์ ความเร็วในการหมุนและแรงบิดจะถูกส่งผ่านข้อต่ออเนกประสงค์ (เพลาเฟล็กซ์) และชุดเพลาขับไปยังดอกสว่าน ช่วยให้สามารถเจาะได้
ส่วนประกอบหลัก
PDM ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสี่ส่วน:
- บายพาสวาล์ว
- มอเตอร์ไฮดรอลิก (สเตเตอร์และโรเตอร์)
- ข้อต่อสากล (เพลาเฟล็กซ์)
- ชุดเพลาขับ
1. บายพาสวาล์ว
วาล์วบายพาสประกอบด้วยตัววาล์ว ปลอกวาล์ว แกนวาล์ว และสปริง ภายใต้การกระทำของแรงดันของไหล แกนวาล์วจะเลื่อนภายในปลอกหุ้ม ทำให้เส้นทางการไหลเปลี่ยนไป วาล์วมีสองสถานะ:
- สถานะบายพาส (เปิด):ในระหว่างการสะดุดเข้าหรือออก (เมื่อโคลนไหลน้อยหรือหยุด) สปริงจะดันแกนขึ้น เปิดพอร์ตบายพาส โคลนในสายสว่านจะทะลุมอเตอร์และออกไปสู่วงแหวน
- สถานะปิด:เมื่ออัตราการไหลของโคลนและความดันถึงค่าที่ตั้งไว้ แกนกลางจะเลื่อนลงและปิดพอร์ตบายพาส จากนั้นโคลนทั้งหมดจะไหลผ่านมอเตอร์ เพื่อแปลงพลังงานความดันเป็นการหมุนเชิงกล
2. ส่วนมอเตอร์ (สเตเตอร์และโรเตอร์)
มอเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของ PDM
สเตเตอร์:ท่อเหล็กที่บุด้วยอีลาสโตเมอร์ (ยาง) ขึ้นรูปเป็นรูปทรงเกลียวพร้อมพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตเฉพาะ
โรเตอร์:สกรูเกลียวเหล็กเคลือบแข็ง- (โดยทั่วไปจะชุบโครเมียม-หรือเคลือบแข็ง-) ที่ยึดเข้ากับสเตเตอร์
โรเตอร์และสเตเตอร์ก่อตัวเป็นช่องปิดผนึกหลายชุด เนื่องจากแรงดันโคลนบังคับให้โรเตอร์หมุนผิดปกติภายในสเตเตอร์ การหมุนจึงถูกส่งไปยังบิต ระยะพิทช์เกลียวเดียว (หนึ่งเธรดที่สมบูรณ์) เท่ากับหนึ่งสเตจ เพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพ แรงดันตกในแต่ละขั้นตอนไม่ควรเกิน 0.8 MPa (ประมาณ 116 psi) นอกเหนือจากนี้ การรั่วไหลภายใน (การเลื่อนหลุด) เพิ่มขึ้น ความเร็วของโรเตอร์ลดลงอย่างรวดเร็ว และอาจเกิดความเสียหายกับมอเตอร์ได้
ลักษณะการทำงาน:
- แรงบิดเอาต์พุตตามทฤษฎีเป็นสัดส่วนกับแรงดันตกของมอเตอร์
- ความเร็วในการหมุนเอาท์พุต (RPM) เป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลของโคลนอินพุต
- เมื่อโหลด (แรงบิดบิต) เพิ่มขึ้น ความเร็วของมอเตอร์จะลดลง
ด้วยการตรวจสอบความดันและอัตราการไหลของปั๊มพื้นผิว เครื่องเจาะสามารถควบคุมแรงบิดและ RPM ใต้หลุมเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โรเตอร์กลีบ (หัวข้อ):โรเตอร์อาจเป็นกลีบเดียว-หรือหลายกลีบก็ได้-
- กลีบน้อยลง (เช่น 1:2)→ รอบต่อนาทีสูงขึ้น แรงบิดต่ำลง
- กลีบมากขึ้น (เช่น 7:8)→ RPM ลดลง แรงบิดสูงขึ้น (เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีแรงบิดสูง- เช่น การเจาะแนวนอน)
3. ข้อต่ออเนกประสงค์ (Flex Shaft)
ข้อต่ออเนกประสงค์จะแปลงการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (ประหลาด) ของโรเตอร์ให้เป็นการหมุนแบบมีศูนย์กลางศูนย์กลาง (ตามแนวแกน) สำหรับเพลาขับ PDM สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้การออกแบบเพลาแบบยืดหยุ่น (เพลาแบบยืดหยุ่น-) เพื่อความน่าเชื่อถือและความกะทัดรัด
4. ชุดเพลาขับ
เพลาขับส่งการหมุนและแรงบิดจากข้อต่ออเนกประสงค์ไปยังดอกสว่าน นอกจากนี้ยังรับแรงตามแนวแกน (น้ำหนัก-บน-บิต) และแรงในแนวรัศมีที่พบระหว่างการเจาะ ดังนั้นเพลาขับจึงต้องมีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม และมีอายุการใช้งานยาวนาน การอบชุบด้วยความร้อน (การชุบแข็งและการอบคืนตัว) มักใช้เพื่อยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบเพลาขับอย่างมาก
แนวทางการดำเนินงาน
- อัตราการไหล:อัตราการไหลของโคลนจริงจะต้องอยู่ภายในช่วงที่แนะนำของผู้ผลิต การไหลที่มากเกินไปสามารถเร่งการสึกหรอได้ การไหลไม่เพียงพอจะลดประสิทธิภาพของมอเตอร์
- แรงดันตก:ตรวจสอบแรงดันตกคร่อมมอเตอร์ การเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันหรือพฤติกรรมที่ไม่แน่นอนอาจบ่งชี้ว่ามอเตอร์หยุดทำงานหรือความเสียหายภายใน
- แรงบิดเริ่มต้น:แรงบิดแตกหักเริ่มต้นอาจสูงกว่าแรงบิดขณะวิ่ง ผู้ปฏิบัติงานควรใช้โหลดอย่างช้าๆ
การใช้งาน
PDM เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ:
- การเจาะตามทิศทางและแนวนอน (พร้อมตัวเรือนแบบงอ)
- การกีดกันและ-การเจาะกลับเข้า
- การเจาะท่อขด.
- การเจาะรูตรง-ที่ต้องการควบคุมความเร็วบิต
Positive Displacement Motor เป็นเครื่องมือในหลุมเจาะที่เชื่อถือได้และสมบูรณ์ ซึ่งจะแปลงกำลังไฮดรอลิกเป็นการหมุนเชิงกล ช่วยให้สามารถเจาะในหลุมแนวตั้ง หลุมเบี่ยงเบน และแนวนอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทำความเข้าใจส่วนประกอบต่างๆ-วาล์วบายพาส มอเตอร์ (สเตเตอร์/โรเตอร์) ข้อต่อสากล และเพลาขับ-ตลอดจนความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล แรงดันตก แรงบิด และความเร็ว ถือเป็นพื้นฐานในการเพิ่มประสิทธิภาพการเจาะและป้องกันความล้มเหลวในหลุมเจาะ ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีอีลาสโตเมอร์ การเคลือบโรเตอร์ และการบำบัดความร้อนของเพลาขับยังคงขยายขอบเขตการทำงานของ PDM ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง- แรงบิดสูง - และสภาพแวดล้อมการขุดเจาะที่มีความต้องการสูง สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อทีม Vigor เพื่อขอข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดเพิ่มเติม
