 |
52. Характеристика турбобура. Её отличие от характеристики турбины. Особенности технологии бурения с помощью РТБ. Область применения РТБ ( двух видов )
|
|
|
|
52. Характеристика турбобура. Её отличие от характеристики турбины. Особенности технологии бурения с помощью РТБ. Область применения РТБ ( двух видов )
1, 2 ТБ - бесшпиндельные,
3, 4 ТШ - шпиндельные;
Вопрос 53. Режим работы осевой опоры ГЗД при бурении в породах различной крепости.
Осевая опора удерживает на весу вращающуюся часть 3Д (вал, турбины и т. п. ) или нагруженную часть 3Д при 
, а также воспринимает динамические нагрузки при бурении.
Пята, диск пяты, подпятники и другие элементы.
Рис. Схема осевой опоры забойного двигателя.
Рис. Зависимость нагрузок на осевую опору от нагрузки на долото.
В жидкости 
на 10÷ 15% (облегчение).
– гидравлическая нагрузка, 
– реакция забоя.
– нагрузка на долото при 
– режим плавающей пяты.
Этот режим называют экстремальный («дёрганный»), а работают при бурении с прижимом диска пяты к подпятникам. При колебаниях 
возникают ударные нагрузки на диск пяты и подпятники => износ резинометаллических элементов или срыв.
При работе 3Д в осевой опоре возникает момент трения.
𝜇 – коэффициент внешнего трения для данной пары (пята+подпятник), в данной среде работы этой пары (БР).
– радиус трения
Рис. Схема непроточной пяты осевой опоры ЗД.
Мощность, потребляемая на трение в опоре:
Вопрос 54. Бурение ВЗД. Устройство и принцип действия. Баланс мощности и КПД при бурении с ВЗД
• ВЗД состоит из двигательной и шпиндельной секций. Двигательная секция состоит из ротора и статора.
Ротор – многозаходный винт, имеет левое направление винтовых линий, выполняется из стали.
Статор – стальная труба с резиновой рабочей поверхностью (на внутренней поверхности трубы) – как многозаходная гайка.
|
|
|
Число зубьев (заходов) ротора на 1 меньше, чем у статора. Ротор располагается в статоре наклонно и эксцентрично и полностью разделяет входную и выходную полости ВЗД.
• С помощью шарнирного соединения ротора и вала шпиндельной секции планетарное движение ротора преобразуется во вращательное движение вала шпиндельной секции.
• Характеристика В3Д отличается от характеристики ТБ. Теоретически
nвр пропорциональна QПЖ и не зависит от 𝑀 вр.
С ↑ 𝑀 кр на долоте => ↑ ∆ Рзд.
𝑞 – V-м полостей ВЗД, 𝜂 – КПД, 𝑛 – частота вращения вал
Рис. 60 Рабочая характеристика забойного винтового двигателя типа Д2-172М
• Фактически ввиду больших потерь мощности на трение в паре ротор- статор и утечек ПЖ, 𝑀 вр не прямо пропорционален Р, а nвр уменьшается по мере роста 𝑀 вр но меньше, чем у ТБ.
У ТБ ∆ Р ≈ 𝐶 𝑜 𝑛 𝑠 𝑡 при ↑ 𝑀 кр и при М = Мтормозной, ПЖ продолжает поступать на забой.
У ВЗД при ↑ Мкр → ∆ Р продолжает расти, пока не сработает предохранительный клапан, или не промоет рабочие элементы ВЗД (резиновую поверхность статора), при этом ↓ 𝑛.
Теоретически:
𝑄 – расход ПЖ.
Мах. КПД ВЗД – 25 ÷ 35% (гидр. потери, трение ротор-статор, деф-е рез. статора, трение в шпинделе и т. д. ).
По мере износа статора натяг уменьшается, появляются зазоры и => резкое снижение 𝑀 вр (до 2 раз) при n и ∆ Р – неизменным и => не справляется с 𝐺 M.
• Мощность В3Д: 𝑁 = ∆ Р х 𝑄 х 𝜂. Важную роль играет кинематическое отношение 𝑖 = 𝑍 ротора⁄ 𝑍 статора → определяет М и n В3Д.
Рис. 61 Зависимость относительных крутящего момента и частоты вращения от кинематического отношения рабочих органов винтового двигателя Особенности бурения В3Д:
– При бурении в твердых горных породах 𝐻 M (проходка на долото) увеличивается более, чем в 2 раза, а в мягких горных породах – на 20÷ 50%, в сравнении с ТБ, но 𝑉 м в обоих случаях ниже на 20÷ 50%, и при 𝐿 скв. свыше 1500÷ 1700 м В3Д более эффективны (выгодны), т. к. обеспечивают более высокую 𝑉 рейс. → которая является интегральным показателем эффективности механического бурения.
|
|
|
– Проще конструкция, меньше 𝐿 ВЗД и 𝑚 ВЗД т. к. по сравнению с ТБ.
– Меньшая 𝐿 В^Д позволяет снизить радиус искривления ствола скважин при бурении Н – Нскважин и горизонтальных (𝑅 C до 10 м).
– При бурении В3Д имеется возможность контролировать отработку долота по Р в Ц. С. (на стояке), т. к. ∆ Р пропорционален 𝑀 вр, потребляемому долотом. Так при значительном износе опор долота при заклинивании → периодические скачки Р-е, а при износе вооружения → Р будет снижаться при
𝐺 M = 𝐶 𝑜 𝑛 𝑠 𝑡, т. к. ↓ 𝑀 вр.
– Потребность в ↑ рабочего ресурса В3Д, в частности, статора (полимерные материалы для обкладки статора). Также шарнирное соединение.
– Малогабаритные В3Д для ремонтных работ, бурения БС, БГС, МЗС. ИД-48 для работы, внутри НКТ на гибких непрерывных трубах (койлтюбинг)
𝑑 тр – 38 ÷ 42 мм.
|
|
|
