 |
Привод долота должен иметь мягкую характеристику (зависимость «М» от «n»).
|
|
|
|
Привод долота должен иметь мягкую характеристику (зависимость «М» от «n»).
• Способ бурения выбирают исходя из геологических, технических и экономических факторов, с учётом опыта бурения, совершенствования техники, технологии материалов (долота, БТ, БР и др. )
• Возможно сочетание нескольких способов бурения при проводке разных интервалов одной и той же скважины
Принципы действия:
Забойный двигатель – погружная машина, преобразующая гидравлическую, пневматическую или электрическую энергию, проводимую с поверхности, в механическую работу инструмента при бурении скважины. Энергия к забойному двигателю проводится от источника по колонне бурильных труб или кабелю.
Турбинное бурение. Турбобуры – гидравлическая турбина, приводящаяся возвращение с помощью нагнетаемой в скважину жидкости. Устанавливают над породоразрушающим инструментом. Поток промывочной жидкости подается на первую ступень турбобура через бурильную колонну. Жидкость приобретает направление. Потоки жидкости поступают на лопатки ротора под заданным углом и осуществляет силовое воздействие на ротор и возникновение силы, которая пытается повернуть ротор.
Винтовой забойный двигатель – разновидность забойного двигателя, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию, используя винтовой механизм.
Вопрос 50. Бурение турбинными двигателями. Устройство. Назначение основных узлов и деталей.
В турбинном бурении наибольший крутящий момент обусловлен только сопротивлением породы вращению долота (или труб и механизмов между долотом и ротором турбобура, в случае их установки).
В турбинном бурении коэффициент передачи мощности от источника энергии к долоту значительно выше, чем при бурении от ротора.
|
|
|
Все турбобуры имеют принципиально одинаковое устройство(рис. 1. 3. 2). В цилиндрическом корпусе установлены ступени статоров, подпятники и промежуточные радиальные опоры, которые удерживаются от проворачивания за счет трения, возникающего на торцах при свинчивании ниппеля с корпусом. На валу в промежутках между ступенями статоров установлены ступени роторов, кольца и диски пяты, которые также удерживаются от проворачивания за счет момента трения, возникающего на торцах после затяжки роторных гайки и контргайки. Сначала все детали ротора и статора поочередно собираются на валу с установкой деталей подшипниковых опор, закрепляются роторными гайками и затягиваются в корпус, где ступени статоров между собой и корпусом крепятся путем затяжки ниппеля.
Турбина турбобура, как правило, состоит из 100-400 ступеней (рис. 1. 3. 3). Каждая ступень содержит статор и ротор со своими лопаточными аппаратами. Между статорами и роторами имеются осевые и радиальные зазоры. Величины указанных зазоров устанавливаются исходя из условий монтажеспособности и эксплуатационной надежности многоступенчатой турбины. В процессе работы роторы перемещаются относительно статоров вследствие износа осевой опоры в пределах установленного осевого зазора.
Различают две группы деталей: вращающиеся и не вращающиеся.
К не вращающейся группе относятся:
- Переводник. С его помощью бурильная колонна присоединяется к турбобуру.
- Цилиндрический корпус. Является основой всего комплекса.
- Кольца пяты. Функциональный элемент.
- Диска статора. Через его окна буровая жидкость попадает внутрь.
- Средняя опора. Обеспечивает поддержку отдельных элементов.
- Ниппель. Обеспечивает фиксацию деталей внутри корпуса.
К вращающейся группе относятся:
|
|
|
- вал;
- диски ротора;
- пяты.
Вопрос 51. 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: 𝑁 𝑟 =𝑁 эф+∆ 𝑁
Мощность потока жидкости: 𝑁 𝑟 =𝑄 ∆ 𝑝, где 𝑄 − подача насоса м3/сут
Эффективная мощность: 𝑁 эф=М∙ 𝜔 =М∙ 2𝜋 𝑛, где 𝑛 − число оборотов; М − момент на валу.
Анализируя эффективную мощность в зависимости от нагрузки и числа оборотов вала, получаем: при 𝑛 =0→ эффективная мощность 𝑁 эф=0; при отсутствии нагрузки на валу М=0→ число оборотов 𝑛 𝑚 𝑎 𝑥 , а мощность 𝑁 эф=0.
|
| График баланса энергии в турбобуре |
|
|
|
