• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Вибійні двигуни

Рисунок 8.6 – Перевідник

Рисунок 8.5 – Ведуча бурильна збірної конструкції

Рисунок 8.4 – Обважнені бурильні труби

Виготовляють ОБТ перших двох типів із сталей групи міцності Д і К методом прокатування без подальшої термічної обробки, що обумовлює їх недостатню міцність і невисоку зносостійкість. Крім того, вони мають значні допуски на кривизну, різностінність та овальність. Внаслідок цього, під час роботи долота на вибої відбувається биття бурильної колони і, як наслідок, виникнення динамічних навантажень, що негативно впливає на умови роботи бурильної колони і долота.

Вади описаних вище ОБТ у значній мірі усунені в збалансованих обважнених бурильних трубах (ОТБЗ). Внутрішній канал у цих трубах висвердлений, що забезпечує його прямолінійність, а механічне оброблення зовнішньої поверхні труб, обкатування різьби роликом, термічне оброблення труб і фосфатування різьби підвищують їх міцність.

ОБТ зі спіральними канавками мають на зовнішній поверхні нарізані спіральні канавки, внаслідок чого зменшується імовірність прихоплювання колони і покращується якість промивання.

Ведучі бурильні труби призначені для передачі обертання бурильної колони від ротора і реактивного моменту від вибійного двигуна до ротора при одночасній подачі бурильної колони та циркуляції промивальної рідини. При бурінні нафтових і газових свердловин застосовують ведучі бурильні труби збірної конструкції, які складаються з квадратної товстостінної штанги, верхнього штангового перевідника (ПШВ) і нижнього штангового перевідника (ПШН) рис. 8.5).

Ведучу трубу в зборі рекомендується приєднувати до ствола вертлюга з допомогою перевідника, який запобігає зношуванню різьби на ПШВ і стволі вертлюга.

Для захисту від зносу замкової різьб ПШН, яка піддається багаторазовим згвинчуванням та розгвинчуванням при нарощуванні бурильної колони і спуско-підіймальних операціях, на перевідник ПШН додатково нагвинчують запобіжний перевідник.

Квадратні штанги для ведучих труб виготовляють довжиною до 16,5 м із сталі групи міцності “Д” і “К”.

Перевідники призначені для з’єднання елементів бурильної колони з різьбами різних типів і розмірів, а також для приєднання до бурильної колони інструментів.

Всі перевідники поділяються на три типи рис. 8.6):

· перевідники перехідні або запобіжні (ПП);

· перевідники муфтові (ПМ);

· перевідники ніпельні (ПН).

а) б) в)

а - перехідний; б – муфтовий; в – ніпельний

Перевідники перехідні призначені для переходу від різьби одного типу до різьби іншого типу, для з’єднання елементів колони різних діаметрів, для приєднання до бурильної колони інструментів.

Перевідники муфтові і ніпельні призначені для з’єднання елементів бурильної колони, розміщених один від одного ніпелями або муфтами.

Для покращання умов експлуатації бурильної колони, в ній встановлюють фільтр, зворотний клапан, а на ній - запобіжні кільця, калібратори, центратори, стабілізатори.

Фільтр призначений для очищення промивальної рідини від значних домішок, які потрапили в циркуляційну систему, Він встановлюється всередині бурильної колони між ведучою і бурильними трубами.

Зворотний клапан встановлюється у верхній частині бурильної колони для запобігання викиду промивальної рідини через бурильну колону.

Запобіжні кільця монтують на бурильній колоні для захисту від зносу кондуктора, проміжної обсадної колони, бурильних труб та їх з’єднувальних елементів у процесі буріння і спуско-підіймальних операцій. Застосовують гумові і гумовометалеві протекторні кільця.

У вертикальних свердловинах необхідно встановлювати запобіжні кільця на кожній свічці. У похилих свердловинах їх кількість вибирають у залежності від інтенсивності викривлення свердловини, від одного до двох кілець на кожній трубі.

Калібратори, центратори, стабілізатори встановлюють у нижній частині бурильної колони для запобігання довільного викривлення вертикальних свердловин, а також для управління траєкторією осі похило-направлених свердловин.

Калібратори призначені для вирівнювання стінки свердловини і встановлюються безпосередньо над долотом. Застосовують калібратори шарошкові з фрезерованими зубцями або твердосплавними вставками, а також лопатеві.

Центратори призначені для забезпечення суміщення осі бурильної колони з віссю свердловини в місцях їх встановлення.

Стабілізатори, довжина яких в декілька разів більша довжини центраторів, призначені для стабілізації зенітного кута свердловини. Встановлюють стабілізатори безпосередньо над калібратором або поблизу нього, але так, щоб ОБТ, розміщена між калібратором і стабілізатором, при створенні навантаження на долото не згиналась.

Для буріння нафтових і газових свердловин застосовують гідравлічні та електричні вибійні двигуни, які перетворюють відповідно гідравлічну енергію промивальної рідини або електричну енергію в механічну на вихідному валу двигуна.

Гідравлічні вибійні двигуни випускають двох типів:

1 Гідродинамічного – турбобури;

2 Гідростатичного – гвинтові двигуни.

3 Електричні вибійні двигуни одержали назву електробурів.

Турбобур – вибійний гідравлічний двигун, в якого гідравлічна енергія потоку промивальної рідини перетворюється в механічну роботу вихідного валу, до якого приєднується долото. Як гідравлічний двигун у турбобурі використовується багатоступінчаста осьова турбіна.

У практиці буріння використовують такі турбобури:

1 Односекційні типу Т12;

2 Секційні;

3 Шпіндельні;

4 Високомоментні (з похилою лінією тиску);

5 Колонкові (для буріння з відбором керна);

6 Для буріння похилих свердловин;

7 Редукторні;

8 Реактивно-турбінні бури (РТБ).

Односекційні турбобури застосовуються при бурінні вертикальних і похилих свердловин невеликої глибини. Для буріння похилих свердловин застосовують також укорочені турбобури.

Секційні турбобури типу ТС складаються з двох і більше секцій, які з’єднані між собою послідовно з допомогою конічних муфт.

Шпіндельні турбобури дозволяють значно зменшити втрати промивальної рідини і покращити енергетичні характеристики турбобура, оскільки в них осьова опора винесена в окрему нижню секцію-шпіндель.

Високомоментні турбобури дозволяють одержати при постійній витраті промивальної рідини ріст перепаду тиск із збільшенням частоти обертання валу турбобура.

Колонкові турбобур. дозволяють відбирати керн більшого діаметра, при кращих експлуатаційних показниках, завдяки збільшенню крутного моменту на валу.

Редукторні турбобури типу ТР забезпечують передачу зменшеної частоти обертання і підвищеного крутного моменту.

Реактивно-турбінні бури (РТБ) використовуються для буріння свердловин великого діаметра (від 394 до 2600мм).

Гвинтові вибійні двигуни. За принципом дії гвинтові двигуни належать до об’ємних роторних машин. Основними елементами робочих органів таких машин є:

1 Статор-корпус з порожнинами, що прилягають кінцями до камер високого і низького тисків.

2 Ведучий ротор-гвинт, крутний момент якого передається виконавчому механізму.

3 Замикачі гвинтової поверхні, що призначені для герметизування робочих органів і запобігання перетікання рідини із камери високого тиску в камеру низького тиску.

Основними вузлами вибійного гвинтового двигуна є: гвинтова пара, двошарнірний вал, шпіндель і з’єднувальні перевідники. У компоновку над двигуном встановлюють переливний клапан для полегшення заповнення бурильної колони промивальною рідиною при її спуску в свердловину. Основним робочим органом двигуна є гвинтова пара, яка складається із статора і ротора, що являє собою зубчату пару внутрішнього зачеплення з гвинтовими зубами. Статор являє собою металеву трубу, до внутрішньої поверхні якої привулканізована гумова обкладка, що має десять гвинтових зубів лівого напрямку, обернених до ротора.

Електробури. Це вибійний буровий двигун, який перетворює електричну енергію в механічну на вихідному валу. Електробур складається з електродвигуна, шпінделя і системи захисту цих механізмів від проникнення промивальної рідини.

Електродвигун являє собою високовольтну, трьохфазну, асинхронну маслонаповнену машину з короткозамкнутим ротором. Він монтується в трубних секціях, з’єднаних одна з одною з допомогою конічної різьби. У корпусі статора запресовані пакети магнітопровідної сталі, що чергуються з пакетами немагнітопровідної сталі. Вихідні кінці обмоток, які закладені в пазах статора, приєднані до кабеля, через який підводиться струм до електродвигуна.

Буріння з допомогою електробурів має ряд переваг порівняно з використанням інших вибійних двигунів:

1 Незалежність потужності і частоти обертання вала електробура від кількості і властивостей промивальної рідини.

2 Можливість вести контроль за роботою долота на вибою і попереджувати аварії з ним.

3 Можливість автоматизувати процес буріння при найкращому використанні потужності.

4 Використання спеціальної апаратури при бурінні похило-направлених свердловин.

5 Використання будь-яких видів промивальних рідин і циркуляційних агентів.

До недоліків застосування електробурів належать:

· необхідність джерела постачання електроенергією і спеціального обладнання;

· недосконалість системи струмопідводу, що призводить до частих пробоїв в ізоляції;

· неможливість регулювання частоти обертання внаслідок жорсткої характеристики двигуна;

· застосовують електробури при невисоких вибійних температурах

· необхідність застосування спеціальних бурильних труб;

· великі втрати напруги в системі струмопроводу.

Читайте також:

1. Асинхронні виконавчі двигуни і тахогенератори
2. Багатоциліндрові двигуни
3. Газотурбінні двигуни
4. Гвинтові вибійні двигуни
5. Гідравлічні і пневматичні двигуни
6. Двигуни при різних видах гальмування
7. Електричні двигуни
8. Електродвигуни постійного струму
9. Пневматичні двигуни
10. Пневмодвигуни обертального руху
11. Прямоточні повітряні реактивні двигуни ПВРД.

Переглядів: 1865