ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 177
Скачиваний: 0
больших глубинах скважин большой экономический эффект дает увеличение проходки на рейс и уменьшение количества спускоподъемов.
Алмазные долота выпускаются как для бескернового, так и для колонкового бурения.
Для отбора кернов применяются колонковые долота, чаще всего со съемной грунтоноской (рис. 125).
Бурильные трубы при глубоком роторном бурении выполняют тяжелую работу. Поэтому бурильные трубы изготовляются из высоко качественной стали с высокими механическими свойствами.
Во избежание ослабления нарезанных соединений концы труб высаживают внутрь.
Для повышения механических свойств трубы подвергаются термической обработке. Трубы имеют муфтово-замковые соединения (см. рис. 42). Резьба труб и муфт имеет 8 ниток на 25,4 мм при конус ности 1 : 16. Соединительные замки изготовляются из легирован ной стали и термически обрабатываются. Соединительная резьба замков имеет конусность 1 : 4 и резьбу 5 ниток на 25,4 мм.
Характеристика бурильных труб, применяемых при разведочном роторном бурении, приведена в табл. 33.
|
! |
Трубы |
|
|
Муфты |
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенок, мм |
j1метр,ВнутреннийММ диа |
Вес 1 м, кг |
Увеличение веса за счет высадки кон цов, кг |
Наружный диаметр, мм |
Вес, кг |
Наружный диаметр, мм |
73 |
9 |
55 |
14,2 |
2,5 |
95 |
4,2 |
108 |
89 |
9 |
71 |
17,8 |
3,0 |
108 |
4,4 |
118 |
114,3 |
И |
67 |
21,2 |
6,0 |
140 |
9,0 |
146 |
8 |
98,3 |
20,97 |
|||||
|
10 |
94,3 |
25,5 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 33
|
Замни |
|
|
|
Длина, »g |
замковв сборе |
замкаВес в сборе, кг |
« |
S |
||
Ч |
3 |
|
|
о |
|
|
|
С |
Ei |
|
|
С |
>& |
|
|
а |
?* |
|
|
260 |
260 |
432 |
20 |
275 |
275 |
454 |
23 |
300 |
300 |
498 |
38 |
За последнее время внедряют бурильные трубы, изготовленные из легких сплавов алюминия и магния. Вес бурильных колонн,, собранных из таких труб и погруженных в промывочный раствор, значительно уменьшается. Это позволяет уменьшить мощность буро вых установок, ускорить спуско-подъемные операции, повысить эффективность процесса бурения.
Применение надежной легкосплавной колонны упрощает про блему создания буровой установки для сверхглубокого бурения, и изучения нижних горизонтов земной коры и верхней мантии.
Легкие бурильные трубы готовятся из алюминиевых сплавов типа Д-16Т с пределом текучести 33 кгс/мм2 и у = 2,8 гс/см3.
Особенно целесообразно применять легкосплавные трубы при турбинном и электробурении, когда бурильная колонна не вращается.
Штанги рабочие квадратные или шестигранные (см. рис. 123) предназначены для передачи вращения от стола ротора колонне бурильных труб.
Квадратная штанга состоит из собственно штанги и двух пере водников: верхнего и нижнего. Верхний переводник служит для присоединения вертлюга к штанге при помощи левой замковой резьбы.
Вертлюг состоит из трех главных узлов (см. рис. 62):
1)узла, вращающегося вместе с рабочей трубой;
2)невращающегося узла, соединенного при помощи отвода с нагне тательным шлангом и подвешенного при помощи серьги или штропов
ккрюку;
3) опорного узла (опорного подшипника качения), на котором в процессе бурения подвешена вращающаяся тяжелая колонна.
Главной частью вертлюга является опорный узел, воспринима ющий на себя большую нагрузку от веса вращающейся колонны бурильных труб. На конструкцию опорного подшипника обращают самое серьезное внимание.
Крюки. К серьге талевого блока при помощи штропа присоеди няется подъемный крюк, на который во время бурения подвешивается вертлюг, а во время спуско-подъемных операций — элеватор.
Крюк снабжается предохранительной защелкой.
Элеваторы (подъемные шарнирные хомуты со штропами) явля ются инструментом, подхватывающим и удерживающим трубы при подъеме и спуске. Элеваторы подхватывают трубу под муфту или замок и закрываются с помощью запорного приспособления.
Для свинчивания и развинчивания бурильных труб применяются машинные шарнирные ключи со вставными плашками (см. рис. 42). Ввиду необходимости при развинчивании соединений прилагать большие усилия, части ключей изготовляются из высокосортного материала. Ключи тяжелые, поэтому они висят на особых канатах с уравновешивающим противовесом.
Для облегчения и ускорения развинчивания труб применяют автоматические ключи для механического свинчивания и развинчи вания бурильных, а также обсадных труб диаметром 127 и 152 мм. Управление работой ключа производится с пульта. Работа меха низмов осуществляется с помощью пневмодвигателя и пневмо цилиндров от сети сжатого воздуха.
Применение автоматических ключей на буровых ускоряет про цесс спуска и подъема бурильных труб, ускоряет спуск обсадной колонны, обеспечивает плотное свинчивание резьбы и устраняет применение физической силы.
§ 4. ЗАБОЙНЫЕ ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Основное преимущество забойных машин заключается в том,, что почти вся мощность двигателя передается непосредственно породоразрушающему инструменту и отпадает затрата энергии на вращение бурильной колонны. Забойные машины дают возможность во много раз увеличить забойную мощность.
Отсутствие вращения бурильной колонны позволяет использовать этот способ для направленного бурения скважин. В настоящее время имеются два вида погружных буровых агрегатов: гидротурбина с долотом — турбобур и электродвигатель с долотом — электробур.
|
|
Рис. |
126. |
Турбобур. |
||
|
а — с е к ц и я с т а т о р а и р о т о р а : 7 — л о |
|||||
|
п а т к а |
с т а т о р а , |
2 — л о п а т к а |
р о т о р а ; |
||
|
б — р а з р е з |
т у р б о б у р а |
д л я |
р а з в е д о ч |
||
|
н о г о б у р е н и я : 7 — к о р п у с , 2 — к о н т р |
|||||
|
г а й к а , |
з — к о л п а к , |
4 — г а й к и д л я |
|||
|
к р е п л е н и я |
р о т о р о в , |
5 — р е з и н о в ы е |
|||
|
о п о р ы , 6 — с т а т о р ы , 7 — р о т о р ы , 8 — |
|||||
|
|
б л о к п о д п я т н и к о в . |
|
|||
> |
г з ч |
5 67 |
|
|
|
|
При помощи турбобуров в СССР проходится более 70% нефтя ных и газовых скважин. Современный турбобур представляет собой многоступенчатую турбину осевого типа. Принцип действия турбо бура заключается в преобразовании гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию вращения вала.
Рабочая жидкость (глинистый раствор или вода) через буриль ные трубы подается под давлением к турбобуру. Из бурильных труб жидкость попадает в направляющие каналы статора первой ступени турбобура, откуда поток направляется под определенным углом на лопатки ротора, приводя его во вращение (рис. 126, а). Таким образом, поток жидкости проходит последовательно все ступени турбины, затем через отверстия вала направляется в долото.
Турбобур |
состоит из вращающейся и неподвижной систем |
(рис. 126, б). |
Вращающаяся система связана с долотом и состоит |
из вала, рабочих колес турбины (роторов) и деталей верхней, нижней и средних опор. Неподвижная система связана с колонной бурильных
труб и состоит из корпуса с переводником, направляющих колес турбины (статоров), верхней, нижней и средних опор. Корпус тур бобура верхним концом через переводник присоединяется к колонне бурильных труб.
Лопатки ротора имеют такой же профиль, как и лопатки статора, но повернуты в противоположную сторону. Профиль лопаток ротора является зеркальным отображением лопаток статора.
На роторах турбины под действием потока создается активный вращающий момент, а на статорах — равный активному по вели чине и противоположный по направлению реактивный момент. Воз никающий на роторах крутящий момент передается на вал турбины.
Вследствие перепада давления в турбобуре возникает осевая гидравлическая нагрузка на вал и его опоры, направленная сверху вниз. Эта нагрузка определяется формулой
(89)
где Р — продольная нагрузка в кгс; р — перепад давления в турбо буре в кгс/см2; Do — расчетный диаметр турбины в см.
К гидравлической нагрузке прибавляется вес вращающейся •системы (вала с роторами, долота).
При производительности насосов 35—50 л/с суммарная продоль ная нагрузка, действующая вниз, может достигнуть многих тонн. При давлении долота на забой гидравлическое усилие, действующее на пяту, уменьшается. Когда нагрузка на долото достигнет величины гидравлической нагрузки, подпятник разгружается от действия осевых сил, когда же нагрузка на забой более гидравлической на
грузки, верхняя плоскость подпятников полностью |
разгружается |
и подпятник начинает работать в обратном направлении. |
|
Гидравлическая мощность потока, протекающего |
через турбо |
бур, равна |
|
|
(90) |
где Н — перепад давления в турбобуре в м вод. ст.; уж — удельный вес промывочной жидкости в кгс/м3; Q — расход жидкости в м3/с.
Эффективная мощность турбины зависит от к. и. д. турбины рт:
(91)
К.п. д. турбины определяется как произведение гидравлического
к.п. д. ргиД, зависящего от гидравлических сопротивлений в каналах турбины и от величины утечек жидкости в зазорах, на механический
.к. п. д. Т)м, зависящий от потерь мощности в опорах турбины. Следовательно,
