Принцип действия и конструктивные особенности Рабочим органом винтового забойного двигателя является винтовая пара: статор / и ротор

Статор представляет собой металлическую трубу, к внутрен­ней поверхности которой привулканизирована резиновая обкладка (на рисунке не показана), имеющая 10 винтовых зубьев левого направления, обращенных к ротору. Ротор выполнен из высоколегированной стали с девятью вин­товыми зубьями левого направления и расположен относительно оси статора эксцентрично Правильно подобранное кинематическое отношение винтовой пары и применение соответствующего профилирования ее зубьев обеспечивают при движении промывочной жидкости планетарное обкатывание ротора по зубьям статора и сохранение при этом не­прерывного контакта ротора и статора по всей длине. В связи с этим образуются полости высокого и низкого давления и осу­ществляется рабочий процесс двигателя.

Вращающий момент от ротора передается с помощью двух-шарнирного соединения на вал шпинделя, укомп­лектованного многорядной осевой шаровой опорой и радиаль­ными резинометаллическими опорами. К валу шпинделя при­соединяется долото. Уплотнение вала достигается с помощью торцовых сальников..

Увеличение нагрузки на долото после достижения экстремаль­ного режима работы двигателя приводит к торможению вала дви­гателя и к резкому ухудшению его характеристики.

Неэффективны и нагрузки на долото, при которых момент, раз­виваемый двигателем, меньше момента, обеспечивающего опти­мальный режим его работы.

 

50.Область применения винтовых забойных двигателей

1,2

ВЗД – гидравлические двигатели, которые используют гидростатический напор ПЖ для вращения вала

рабочим органом ВЗД явл винтовая пара: статор(1) и ротор(2); Статор представляет собой металл. трубку, к внутренней пов-ти которой привулканизирована резиновая обкладка, имеющая 10 винтовых зубьев левого напр., обращенных к ротору; Ротор выполнен из высоколегированной стали с 9 винт. зубьями левого напр. и расположен относительно оси статора эксцентрично. При движении ПЖ ротор обкатывается по зубьям статора и сохраняет при этом непрерывный контакт ротор-статор по всей длине. В связи с этим обр. полости высокго и низкого давления и осуществл. рабочий процесс двигателя. Вращающий момент от ротора передается на вал шпинделя, к которому прикрепляется долото

констр. особ:

- шпиндель – фиксация вала в корпусе, восприятие и передача

разл. осевых и радиальных нагрузок

особенности:

- при бурении Т г/п проходка на долото ↑ в ~2раза, по

сравнению с Т

- проста конструкция, ↓стоимость

- ↑M_кр и меньшей скоростью вращения вала

- более высокое КПД~(0.4-0.5)

- возможность контроля нагрузки на долото по давлению

недостатки:

- быстрый износ внутр. пов-ти корпуса

обл. применения:

- бурение ОТ/Т/М г/п разл. абразивности

- бурение скв. ↓d

- бурение наклонно-направленных скв.

- забуривание вторых стволов скв.

- использ с гидромон. долотами

 

 

51. Электробуры: классификация, конструкция и область применения

13-16

Конструктивные особенности и принцип действия. Электробур со­стоит из электродвигателя, шпинделя и системы за­щиты этих механизмов от проникновения промывочной жидкости.. Электродвигатель представляет собой высо­ковольтную трехфазную асинхронную маслонаполненную машину с короткозамкнутым секцио­нированным ротором. Монтируется он в труб­ных секциях, соединенных друг с другом с помощью конической резьбы. Выходные концы обмоток, заложенных в пазах статора, присое­динены к кабелю, через который ток подво­дится к электродвигателю.

Ротор состоит из полого вала, на кото­ром размещены секции с короткозамкнутыми алюминиевыми «беличьими клетками». Между секциями установлены шариковые подшипники, несущие только радиальные нагрузки. Осевую нагрузку воспринимают опорные шариковые подшипники. Уплотнение обоих концов вала дви­гателя достигается при помощи нижнего и верх­него сальников 3. Чтобы устранить проникновение в двигатель промывочной жидкости через сальники, давление масла в полости двигателя должно быть немного выше давле­ния промывочной жидкости, протекающей через полый вал элек­тробура.

Для этого в верхней части корпуса электробура имеются три лубрикатора 2, один из которых заполнен густым авиационным маслом и сообщается с верхним сальником, а два других запол­нены трансформаторным маслом и связаны с полостью двигателя. Сверху лубрикаторы открыты, и поэтому давление промывочной жидкости передается через поршни, имеющиеся в лубрикаторе, а избыточное давление создается специальными пружинами, под­пирающими поршни. Помимо этого, лубрикаторы обеспечивают постоянное восполнение масла, теряемого через сальники,и регу­лируют давление в двигателе при нагреве масла. К нижней части двигателя присоединяется корпус шпинделя 9, в котором в радиальных и упорном подшипниках смонтирован его полый вал 6. В средней части шпинделя расположен лубри­катор с пружиной, которая создает избыточное давление масла в полости шпинделя и тем самым защищает подшипники от попа­дания на них промывочной жидкости. Защита полого шпинделя от промывочной жидкости снизу обеспечивается торцовым саль­ником 7.

Валы двигателя и шпинделя соединены зубчатой муфтой 5. Нижний конец вала шпинделя заканчивается резьбой под пере­водник 8 для присоединения долота.

Характеристика двигателя электробура. приве­дена типичная кривая изменения вращающего момента двигателя электробура М в зависимости от скольжения s при неизменном напряжении на зажимах двигателя

Долото с электробуром спускают в скважину на бурильной колонне. Электроэнергия к двигателю электробура подводится от силового трансформатора по наружному кабелю, подве­шенному к буровому шлангу, и по кабелю, смонтированному внутри бурильной колонны, составленной из бурильных труб с вы­саженными наружу концами. Третий провод, необходимый для питания трехфазного электродвигателя электробура, образует бурильная колонна. Для ввода кабеля внутрь бурильной колонны и создания непрерывной электрической линии, питающей элек­тродвигатель как при вращающейся и перемещающейся в осевом направлении, так и при неподвижной бурильной колонне, предна­значен токоприемник, снабженный скользящими контактами. Токоприемник расположен между вертлюгом и ведущей тру­бой. Кабель внутри бурильной колонны смонтирован из сек­ций, длина которых равна длине применяемых бурильных труб.

Секция кабеля (рис. 4.19) на одном конце имеет контактный стержень а на другом — контактную муфту. Контактные муфта и стержень выполнены из резины, в которой завулканизированы медные контактные кольца с шинками. Шинки одним кон­цом припаяны к контактному кольцу, а другим — к жилам кабеля. При свинчивании бурильных труб контактный стержень входит r контактную муфту и секции кабеля соединяются,

 

 

52. Область применения редукторных турбобуров

Рациональная область применения турбинного способа бурения. Виды турбобура и принципы их выбора

сравнительный анализ турбинного и роторного бур-ия показал хорошие рез-ты:

- при использовании Т ↑d

- бурение в условиях с ограниченной нагрузкой на долото

- опасность искривления скв.; бурение мягких пород

- при бурении наклоннонапр. скв

- при бурении алмазными долотами

- бурение на слабоаэрированных р-рах

- L<3500м; t<140’C; D_д>190,5мм

виды:

- односекционный Т12

- 100 ступеней+2средие опоры

- при бурении вертикальных и наклонных скв L<2000м

- 2-х/3-х секционные Т (ТС/3ТС)

- до 350ступеней+3опоры

- шпиндельные (3ТСШ)

- 3 секции+нижняя шпинедльная

Ш – система опор турбобура, передаются осевые и

радиальные нагрузки, фиксирует вал в

опред. напр.; применение Ш с шаровой опорой позволяет Т воспринимать ↑осевые нагрузки и с ↑эффективностью работать при ↓частотах вращения

- тип А(АШ/АГТШ)

- шаровая опора; 2секции (200ступеней); для бурения

глубоких скв.

- для колонкового бурения(КТД3/КТД4)

- полый вал, одна секция

- 2секции – КТД4С

- РТБ – реактивно-турбинные буры

с изменением Lскв следует менять Т или менять P_н (P_туб=(0.73-0.78)P_н); гидромонит. долота используют со шпиндельными Т и когда есть запас мощности

 

53. Понятие о режимах бурения. Методы совершенствования режимов бурения.

Эффективность разрушения породы долотом зависит от мно­гих факторов: осевой нагрузки на долото, частоты его вращения, чистоты забоя скважины, конструкции долота, свойств породы, соотношения давления промывочной жидкости на забой сква­жины и порового давления в слоях породы, примыкающих к за­бою, состава и свойств промывочной жидкости и ряда других. Некоторыми из этих факторов можно оперативно управлять в пе­риод работы долота на забое либо перед спуском его в сква­жину; для изменения других факторов требуется весьма боль­шое время, так что в период работы одного долота такие фак­торы остаются почти неизменными.

В процессе бурения не только разрушается горная порода, но и изнашивается долото. Те факторы, от которых зависит эффек­тивность разрушения породы, оказывают влияние также на ин- тенсивность изнашивания долота. Наилучший результат может быть получен лишь при оптимальном сочетании эффективности разрушения породы и интенсивности износа вооружения и опор долота.

Совокупность тех факторов, которые влияют на эффектив­ность разрушения породы и интенсивность износа долот и кото­рыми можно оперативно управлять в период работы долота на забое, принято называть режимом бурения, а сами факторы — параметрами режима. К параметрам режима бурения относятся осевая нагрузка на долото Р_д, частота его вращения п_л, секунд­ный расход Q промывочной жидкости, а также гидравлическая мощность струй nc, вытекающих из долотных насадок. Сочетание этих параметров, при котором обеспечивается получение наилуч­ших показателей работы долота, называют оптимальным режи­мом бурения. Режим бурения называют специальным, если основ­ным критерием при выборе сочетания его параметров является не достижение наивысших показателей работы долота, а наилуч­шее решение той или иной специальной задачи (например, наи­более полный отбор и сохранность керна; предотвращение ис­кривления скважины; обеспечение заданной интенсивности ис­кривления скважины в определенном направлении и т. д.).

Об эффективности работы долот судят по нескольким пока­зателям, основными из которых являются проходка на одно до­лото, механическая и рейсовая скорости проходки и эксплуата­ционные затраты на 1 м проходки.

Механическая скорость проходки характеризует интенсив­ность разрушения породы долотом и равна числу метров, пробу­ренных за единицу времени взаимодействия долота с породой:

v_K = dh/dt,

где t — время.

Отношение проходки за рейс долота ко времени, затрачен­ному на разрушение породы в течение этого рейса, называют средней механической скоростью проходки за рейс _р-

Под рейсовой скоростью проходки понимают скорость углуб­ления скважины с учетом затрат времени t_v не только на разру-

 

 

Совершенствование режимов бурения на основе анализа опыта бурения скважин.

1,2

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: