 |
Вопрос 38. Баланс мощности и КПД турбинного бурения
|
|
|
|
Вопрос 38. Баланс мощности и КПД турбинного бурения
Баланс энергии в турбобуре можно представить графически (см. рисунок), и тогда очевидно, что вся гидравлическая мощность потока, входящего в турбины, расходуется на создание эффективной (полезной) мощности на валу турбин, которая непосредственно используется исполнительной машиной (например, долотом при бурении скважин), и на потери мощности, связанные с гидравлическими сопротивлениями при движении потока через лопастные системы статора и ротора, механические потери на трение контактирующих деталей (опор, уплотнений, дискового трения), а также затраты энергии за счет внутренних перетоков в зазорах между статором и ротором (рисунок).
Баланс мощности: 
Мощность потока жидкости: 
Эффективная мощность: 
.
Анализируя эффективную мощность в зависимости от нагрузки и числа оборотов вала, получаем: при 
эффективная мощность 
; при отсутствии нагрузки на валу 
число оборотов 
, а мощность 
.
Рис. График баланса энергии в турбобуре
Вопрос 39. Баланс мощности и КПД бурения электробуром. (2 лекция? )
Вопрос 40. Критерии оптимизации. Перспективы изменения соотношения КПД бурения при различных видах привода долота с углублением скважин и соответствующих изменениях их конструкций.
Вопрос 41. Порядок (схема) разработки скоростных режимов бурения. Этапы.
Скоростной режим бурения – гармоничное сочетание параметров режима бурения, обеспечивающее достижение наилучших количественных показателей (V-ть, S-ть – 1 место) и требуемых качественных показателей (качество – 2 место) при отсутствии ограничений со стороны технической вооруженности БУ и их реализации.
|
|
|
Порядок разработки режима бурения делится на 2 части:
1. Разработка собственно режима бурения (Параметры РБ).
2. Установление требований к технической характеристике узлов БУ (средства обеспечения данного режима бурения), с учётом оценки основных характеристик горных пород (напряженного состояния, σ т и т. п. ).
Вопрос 42. Порядок (схема) разработки оптимальных (рациональных) режимов бурения. Этапы.
Вопрос 43. Пути оптимизации параметров режима бурения при недостаточной приводной мощности ротора.
Особенностью роторного бурения является возможность индивидуального изменения любого параметра режима (осевую нагрузку, частоту вращения долота, расход бурового раствора и др. ) – непосредственно с пульта бурильщика; при этом остальные параметры не изменяются. Оптимальное их сочетание может быть найдено только эмпирически, путём изменения каждого из параметров режима. Это позволяет подбирать лучшие сочетания параметров для конкретных условий бурения, т. к. при изменении одного или нескольких режимных параметров - технологически более целесообразно изменять и остальные в зависимости от избранного критерия оптимизации процесса углубления ствола скважины.
Желание подводить к долоту как можно большую мощность вынуждает поддерживать высокие частоты вращения, поскольку низкая прочность применяемых прежде бурильных труб ещё больше ограничивала возможность передачи на забой крутящего момента. Снижение частоты должно сопровождаться гораздо большим повышением момента, чтобы подводить к долоту ещё большую и всё возрастающую мощность. При этом условии бурение будет вестись в наиболее выгодном низкооборотном режиме при повышенных осевых нагрузках на долото.
При роторном бурении могут возникать значительные вибрации (колебания) бурильной колонны, когда частота действующей силы равна частоте собственных колебаний труб. Это условие обычно называют резонансом. Поэтому долото должно вращаться с частотой, отличающейся от собственной частоты бурильной колонны. Частота вращения ротора должна отличаться от критической частоты вращения 
, при которой совпадают поперечные и продольные колебания бурильной колонны.
|
|
|
|
|
|
