Винтовой забойный двигатель конструкция работа

Устройство и принцип работы винтового механического домкрата

Винтовой домкрат — это механизм, чья основная задача заключается в поднятии груза и фиксировании его на высоте. От прочих подобных механизмов винтовой подъемник отличается тем, что механизм устанавливается непосредственно под грузом, благодаря чему отпадает необходимость использовать дополнительные инструменты — цепи и канаты. Груз поднимается посредством винта вручную.

• Конструкция и виды
• Вертикальные устройства
  • Стоечные механические
  • Рычажно-винтовые
  • Ромбические домкраты
• Выбор винтовых подъемников

Многие считают, что винтовой механический домкрат применяется лишь при смене колес автомобиля, хотя с помощью подобных механизмов перемещаются и пролетные строения мостов; удерживаются в нужном положении корпуса больших машин, сдавливаются мощные пружины, перемещаются сквозь почву стальные трубы. Конструкция винтового устройства незамысловата, и она отличается надежностью.

2. Конструкция и принцип работы

Винтовые забойные двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим машинам и согласно общей теории таких машин элементами рабочих органов РО являются:

• Ротор-винт, носящий название ведущего через который крутящий момент передается исполнительному механизму.
• Замыкатели-винты, носящие название ведомых, назначение которых уплотнять двигатель, то есть препятствовать перетеканию жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления.
• Статор двигателя с плоскостями, примыкающими по концам к камерам высокого и низкого давления.

Сравнительно малая металлоемкость и простота конструкции является важным фактором, способствующим широкому их использованию в современной технике.

К отличительным особенностям ВЗД относятся:

• Отсутствие быстроизнашивающихся распределительных устройств, поскольку распределение жидкости по камерам рабочих органов осуществляется автоматически за счет соотношения чисел зубьев и шагов винтовых поверхностей ротора и статора.
• Непрерывное изменение положения контактной линии геометрического места точек касания ротора и статора в пространстве, в результате чего механические примеси, находящиеся в жидкости, имеют возможность выносится потоком из рабочих органов.
• Кинематика рабочих органов, в относительном движении которых сочетается качение и скольжение при относительно невысоких скоростях скольжения, что снижает износ рабочей пары.

Так как ВЗД находится в непосредственном контакте с жидкостью буровым раствором, который и приводит его в действие, то благодаря указанным особенностям он является практически единственным типом объемных гидравлических двигателей, который сравнительно долговечны при использовании рабочих жидкостей, содержащих механические примеси.

Практически любой ВЗД можно разделить на несколько основных узлов: двигательная секция, шпиндельная секция, регулятор угла перекоса.

Двигательная секция предназначена для преобразования потока жидкости в вращательное движение. Она состоит из стального ротора и статора, который имеет эластичную обкладку с внутренней винтовой поверхностью эластомер, выполненную обычно из резины. Статор и ротор двигательной секции должны выполнять некоторые условия:

• Число заходов статора и ротора должно отличаться на единицу.

• Винтовые поверхности статора и ротора должны иметь одинаковое направление

Зубья статора и ротора находятся в непрерывном контакте, образуя замыкающиеся по длине статора единичные камеры. Буровой раствор проходя через эти камеры проворачивает ротор внутри статора. По конструкции двигательной секции различают монолитные и секционные двигатели.

Шпиндельная секция. Под термином «шпиндель» подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на долото, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в РО, а также радиальные нагрузки от долот и гибкого вала гибкий вал применяется для соединения ротора ВЗД и вала шпинделя.

Шпиндель выполняется в виде монолитного полого вала, который соединяется посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части — с гибким валом По конструкции шпинделя бывают открытые и маслонаполненные. В открытых используются почти во всех серийных отечественных двигателях узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором, а в маслонаполненных узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0.1-0.2 МПа, превышающим давление окружающей среды.

Регулятор угла предназначен для перекоса осей секций двигателя или самого двигателя относительно нижней части бурильной колонны. Устанавливается между силовой и шпиндельной секцией или над самим ВЗД. Обычно состоит из двух переводников, сердечника и зубчатой муфты.

В большинство компоновок низа бурильной колоны включающих ВЗД устанавливаются переливные клапаны. Они предназначены для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана устраняет холостое вращение двигателя, а также уменьшает гидродинамическое воздействие на забой. Устанавливают над двигателем или входят непосредственно в конструкцию ВЗД.

Тип корпуса

Открытый — в этом случае в цилиндрической трубе корпуса снят верхний сектор. Контроль и обслуживание шнека становится проще, но при этом возможна только горизонтальная установка. Транспортер с открытым корпусом подходит для закрытых помещений и для материалов, которые не образуют много пыли.

Закрытый — самый распространенный тип корпуса, который можно легко сделать герметичным. Шнеки с закрытым корпусом хорошо подходят для сыпучих веществ с обилием мелкодисперсной пыли. Пригоден для установки на открытом воздухе.

По типу вала

Одноходовой — на таком вале лопасти образуют только одну спираль;

Двухходовой — на вале есть 2 независимые спирали.

По положению установки

Виды переходников:

Шпиндель

В раздел переходники можно добавить Специальные переходники:

А) предназначенные для предварительного разрыхления породы, так называемые PRE CUTTER. Конструктивно, это изделие с резьбовым соединением PIN-BOX буровой штанги с наварными зубьями по периметру переходника, редко, когда в нем выведены отверстия под бентонит.

Б) так называемые WEEPER SUB (плакальщики), с резьбовым соединением PIN-BOX буровой штанги и имеющие форсунки, направленные в сторону буровой машины. Нужны для того чтобы задать дополнительную кинетическую энергию буровому раствору, избежать застоя бентонита в скважине и предотвратить оседание извлекаемой породы. Вставляются чаще всего в середине буровой колонны. Актуальны при большой длине бурения.

Переходник – скос под лопатку, предназначен для соединения буровой лопатки с пилотной штангой в том случае, если пилотная штанга имеет резьбу для присоединения разного вида вооружения (шарошечное долото, PDC долотья, винтовой забойный двигатель, скос и т.д.) Переходник – проушина/вилка, предназначен для соединения бурового инструмента с вертлюгом.

Устройство и эксплуатация винтовых насосов

Человеку, далекому от техники, проще всего объяснить устройство и принцип работы винтового насоса на примере обычной мясорубки.

Особенности конструкции

Как и в мясорубке, основной рабочей деталью устройства является шнек (поэтому такие насосы часто называют шнековыми), заключенный в резиновую обойму. Но с вращающимся валом двигателя он соединен не напрямую, а с помощью карданной передачи, обеспечивающей их небольшую несоосность.

На рисунке показана конструкция скважинного винтового насоса

Когда вал начинает вращаться, соединенный с ним винт совершает сложное движение вокруг своей оси, которая в свою очередь тоже вращается по окружности, радиус которой задан эксцентриситетом винта. В результате такого движения между витками шнека и обоймы образуются полости, которые постоянно перемещаются по направлению от всасывающего отверстия к выходному патрубку.

Попавшая в эти полости жидкость постепенно нагнетается в камеру, откуда под напором вытесняется наружу, а в приемной части насоса тем временем происходит разрежение давления, поэтому вода из скважины устремляется в неё.

Обратите внимание. В этой конструкции нет деталей, между которыми могли бы застрять твердые включения, находящиеся в жидкости – они вместе с ней выносятся наружу. Поэтому насосы винтовые для скважин могут использоваться для перекачки загрязненной воды с высоким содержанием примесей.

В зависимости от количества винтов эти устройства могут быть одновинтовыми или многовинтовыми. Но в системах индивидуального водоснабжения из скважин обычно используются погружные насосы с одним винтом.

Двухвинтовой насос в разрезе

Для получения на выходе чистой питьевой воды на всасывающий патрубок устройства часто монтируется сетчатый фильтр грубой очистки, не пропускающий внутрь крупные частички песка или ила. Если этого недостаточно, то фильтры тонкой очистки устанавливаются уже на поверхности, чаще всего – в техническом помещении дома. Какие именно, определяется после анализа воды (см. Анализ воды из скважины – зачем он нужен и как делать).

Обслуживание и эксплуатация

Простая и надежная конструкция гарантирует потребителям минимум затрат и времени на обслуживание такого оборудования.

• Винт и ротор насоса охлаждается перекачиваемой водой, поэтому он практически не нуждается в профилактическом обслуживании, что очень удобно, так как для этого его приходилось бы периодически доставать из глубокой скважины, а затем вновь устанавливать на место.
• Но даже если потребуется ремонт или замена каких-то деталей, продуманная конструкция агрегата позволит сделать это своими руками, не прибегая к услугам специалистов и использованию сложного оборудования.
• Длительный срок службы таких насосов объясняется и отсутствием вибрации при работе, несмотря на высокую мощность и большое число оборотов.
• Они практически бесшумны, поэтому даже если скважину оборудовать в подвале дома, работающее оборудование не будет создавать дискомфорта.

Обратите внимание. При необходимости винтовой скважинный насос можно использовать для подачи воды из водоемов и резервуаров, так как работать он может в любом положении – как вертикальном, так и горизонтальном.

Установка в скважину

Погружные винтовые насосы монтируются точно так же, как центробежные и любые другие. Они тоже имеют вытянутую цилиндрическую форму со всасывающим отверстием в нижней части, выходным патрубком и проушинами для троса в верхней.

Металлический трос удерживает устройство на заданном уровне, а питание к нему идет через электрический кабель. К выходному патрубку присоединяется шланг или труба, по которой вода подается наверх.

Инструкция по подключению и монтажу насоса:

• Соберите устройство и убедитесь в его работоспособности;
• Присоедините к патрубку напорный шланг и стяните его хомутами в нескольких местах по всей длине с кабелем, чтобы последний не провисал;
• Установите поплавковый выключатель, если он входит в комплект;
• Закрепите страховочный металлический трос. Это очень ответственный момент: если трос сорвется, достать насос из скважины, вытягивая его за кабель, будет проблематично и чревато поломкой;

Оборудование готово к погружению

• Осторожно опустите агрегат в скважину на требуемую глубину, заранее сделав метку на шланге или кабеле;
• Закрепите трос на оголовке скважины;
• Подключите насос винтовой для скважины к электросети и проверьте его работу.

Устройство не должно вибрировать и издавать сильный шум или стук. Если это не так, значит, где-то вы допустили ошибку или существуют неполадки в самом механизме.

Признаки необходимости ремонта масляных винтовых компрессоров

Масляный винтовой компрессор нуждается в ремонте, если наблюдаются:

• Сложности с его запуском
• Отсутствие сжатого воздуха в выходном патрубке агрегата
• Снижение производительности устройства
• Чрезмерный расход масла
• Непроизвольное срабатывание предохранительного клапана
• Отключение аппарата термостатом или прерывателем сети
• Поломка роторного блока
• Повышенное давление в компрессоре

Причиной трудности с запуском винтового компрессора может быть низкая температура окружающего воздуха. Проблема решается после его прогрева.

Если устройство не перезапускается, необходимо проверить состояние всасывающего клапана – скорее всего, он загрязнен и плохо закрывается. В таком случае требуется прочистка или замена детали.

Отсутствие сжатого воздуха в выходном отверстии аппарата – признак закрытия регулятора. Чтобы устранить эту неисправность, потребуется проверить работоспособность реле давления, который подает питание на электромагнитный клапан, связанный, в свою очередь, с регулятором.

Понижение производительности компрессорного оборудования чаще всего связано с засорением регулятора. Чтобы демонтировать его для очистки, потребуется снять всасывающий фильтр.

Большой расход масла в компрессоре может быть вызван поломкой фильтра маслоотделителя или нарушением герметичности уплотнений этого фильтра. В обоих случаях проблема решается заменой деталей.

Если фильтр маслоотделителя засорился, предохранительный клапан может начать открываться непроизвольно. В таком случае требуется проверить, существует ли перепад давления между резервуаром масляного сепаратора и трубопроводом, в котором находится сжатый воздух. Если проблема есть, она решается заменой фильтра.

Отключение компрессора термостатом может происходить по несколькими причинами:

• Температура окружающей среды слишком высока: таком случае ее следует снизить с помощью хорошей вентиляции, после чего перезагрузить аппарат
• Охладитель масла засорился: требуется прочистить его с применением растворяющей жидкости
• Недостаточно масла: следует долить необходимое количество
• Термостат неисправен: деталь следует заменить на новую

При постоянном срабатывании прерывателя сети и отключении двигателя следует проверить напряжение и, если показатели в норме, перезапустить аппарат.

Прерыватель цепи может также срабатывать при перегреве двигателя. Если при этом режим отвода тепла не нарушен, необходимо перезапустить оборудование.

Ремонт роторного блока при его поломке возможен только в случае выхода из строя подшипников. В случае заклинивания роторов ремонт следует доверить специалистам.

Проблема повышенного давления в компрессоре может быть вызвана отсутствием команды на закрытие регулятора. В первую очередь, необходимо проверить эту деталь, а также состояние электромагнитного клапана (он должен быть закрыт). При необходимости их следует заменить.

Присоединяйтесь

• О компании
• Пресс-центр
• Дилерская сеть
• Мы и общество

• Наши услуги
• Отраслевые решения
• Статьи

• Molykote
• MODENGY
• DOWSIL
• EFELE
• PermabondMerbenit

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Ручное вкручивание винтовых свай

Завинчивание сваи вручную

Чтобы изготовить ручной сваекрут понадобится металлический лист в форме пластины, стальная арматура, 2 отрезка трубы, болгарка и сварка. Полосу режут на 4 части и сваривают их наподобие стакана. На противоположных боках приваривают петли из арматуры, в которые ставят отрезки труб длиной по 2 метра. Увеличение длины облегчает завинчивание, т. к. куски выступают в роли рычагов. Для работы нужно несколько человек.

• на одну сваю затрачивают около получаса, поэтому за день можно закрутить комплект свай для небольшой постройки;
• винтовые опоры ставят не только на ровной площадке, но и на склонах;
• нагружать сваи можно сразу после установки всех элементов фундамента.

Лом вставляют в технологические проушины на наконечнике сваи. С двух концов на него надевают отрезки труб большего сечения. На стволе элемента крепят магнитный уровень для координации вертикали, при этом наклон не должен быть больше 1,5°. Увеличение угла приведет к деформации сваи, которая проявится не сразу, а в процессе эксплуатации дома.