Мал. 16.6. Гнучкий вал ВЗД
Досвід експлуатації двигунів в похило направленому і горизонтальному бурінні виявив недостатню стійкість гнучких валів при кутах перекосу секцій більше 1 ° 30 '. У зв'язку з цим в останні конструкціях двигуни типу ДГ стали оснащувати шарнірно-торсійними сполуками.
Характеристики ВЗД необхідні для вибору оптимальних параметрів режиму буріння і підтримання їх в процесі довбання, а також для визначення шляхів подальшого вдосконалення конструкцій ВЗД і технології буріння з їх використанням.
Останнім часом увагу до характеристик ВЗД все більш підвищується. Це пов'язано з впровадженням регульованих приводів бурових насосів, для ефективного використання яких знання характеристик гідромашини стає неодмінною умовою; поширенням нових технологій (похило направлене і горизонтальне буріння, буріння з використанням безперервних труб), особливо чутливих до зміни режимів роботи ВЗД.
Сучасні програми буріння провідних зарубіжних фірм передбачають стендові випробування кожного гідродвигуна з метою отримання їх фактичних характеристик. Незважаючи на додаткові витрати, це дозволяє найефективніше використовувати ВЗД, зокрема, побічно по тиску на стояку контролювати навантаження на долото, що в кінцевому рахунку призводить до поліпшення техніко-економічних показників процесу буріння. У Росії стендові випробування також стали проводити заводи - виробники двигунів.
У загальному випадку розрізняють статичні і динамічні характеристики ВЗД.
Статичні характеристики відображають залежність між змінними гидродвигателя в сталих режимах.
Динамічні характеристики визначають відповідні залежності в невстановлених режимах і обумовлюються інерційністю процесів, що відбуваються. До динамічних відносяться і пускові характеристики гидродвигателя.
Статичні характеристики ВЗД можна умовно класифікувати як стендові і навантажувальні. Стендові характеристики (як функції від крутного моменту) визначаються в результаті випробувань гидродвигателя. Навантажувальні характеристики (як функції від осьового навантаження) найчастіше розраховуються за стендовим для конкретних умов буріння.
Типові стендові характеристики гвинтового двигуна представлені на рис. 16.7. У міру зростання моменту М перепад тиску р збільшується практично лінійно, а частота обертання п знижується спочатку незначно, а при наближенні до гальмівного режиму - різко. Криві потужності N і загального ККД # 951; мають екстремальний характер.
Мал. 16.7. Типова стендова характеристика ВЗД (ДГ-155)
Розрізняють чотири основні режими: холостий (М = 0); оптимальний, максимальний ККД); екстремальний, коли максимальна потужність і гальмівний (п = 0).
Робочий режим ВЗД приймається відповідним екстремального (паспортні дані двигуна наводяться для даного режиму) або режиму максимально допустимого перепаду тисків (обмеженого об'ємним ККД або контактними напруженнями в парі). Деякі фірми в своїх каталогах наводять конкретні значення допускається р.
Оптимальний режим зміщений вліво по відношенню до екстремального, тобто настає при менших значеннях крутного моменту. Як правило, екстремальний режим, що відповідає умовам найбільш ефективного руйнування гірських порід, розташований поруч з межею зони стійкої роботи ВЗД, при досягненні якої подальше збільшення навантаження призводить до гальмування двигуна.