Quels sont les composants d'une perceuse PDM (foret à cavité progressive) ?

La foreuse PDM est une foreuse de fond de puits à déplacement positif qui utilise le fluide de forage comme source d'énergie pour convertir l'énergie de pression du fluide en énergie mécanique.

Composants

La perceuse PDM se compose principalement de quatre ensembles principaux : une vanne de dérivation, un moteur hydraulique, un arbre de transmission et un arbre d'entraînement. Le moteur à vis (moteur hydraulique) est l'élément central de la perceuse.

1. Ensemble de vanne de dérivation

La soupape de dérivation est composée d'un corps, d'un manchon, d'un noyau et d'un ressort. Sous pression, le noyau coulisse à l'intérieur du manchon, et ce mouvement modifie le sens d'écoulement du fluide, conférant ainsi à la soupape de dérivation deux états : dérivation et fermée.

Lors des manœuvres d'entrée et de sortie du puits : les trous traversants du manchon et du corps de la vanne ne sont pas fermés, la vanne de dérivation est donc en état de dérivation, permettant à la boue contenue dans la colonne de forage de contourner le moteur et de pénétrer dans l'espace annulaire.

Lorsque le débit et la pression de la boue atteignent les valeurs de consigne : le noyau de la vanne se déplace vers le bas pour fermer l’orifice de la vanne de dérivation. La boue traverse alors le moteur, convertissant l’énergie de pression en énergie mécanique.

Lorsque le débit de boue est trop faible ou que la pompe est arrêtée : le ressort pousse le noyau de la soupape vers le haut et l’orifice de la soupape de dérivation s’ouvre, ramenant la soupape à son état de dérivation.

2. Moteur hydraulique

Le moteur hydraulique se compose d'un stator et d'un rotor. Le stator est fabriqué en injectant une bague en caoutchouc dans la paroi interne d'un tube en acier ; son alésage interne est hélicoïdal et présente des paramètres géométriques spécifiques. Le rotor est une tige filetée revêtue d'un matériau dur. Le rotor et le stator sont engrenés, et la différence de potentiel entre leurs conducteurs forme une cavité étanche hélicoïdale permettant une conversion d'énergie complète.

L'hélice du rotor du moteur peut être à simple ou à multiples spires :

Moins de démarrages du rotor entraînent une vitesse de rotation plus élevée et un couple plus faible ;

Plus le rotor démarre, plus sa vitesse de rotation diminue et plus son couple augmente.

3. Arbre de transmission à cardan

Le rôle de l'arbre de transmission est de convertir le mouvement planétaire du moteur en rotation autour d'un axe fixe de l'arbre d'entraînement, et de transmettre le couple et la vitesse de rotation générés par le moteur à l'arbre d'entraînement (et finalement au foret). La plupart des arbres de transmission sont de conception flexible.

4. Arbre de transmission

L'arbre de transmission transmet la puissance de rotation du moteur au foret, tout en supportant les charges axiales et radiales dues au poids du foret. Il doit donc présenter une dureté élevée, une excellente résistance à l'usure et une longue durée de vie. Dans ce cas, un traitement thermique de trempe permet d'allonger considérablement sa durée de vie.

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