64. 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

65. Мех. хар-ка турбин Т с постоянной и наклонной линией давления

РИСУНОК

4.4, 4.10

работа турбины хар-ся частотой вращения вала(n), вращающим моментом на валу(M), мощностью(N), перепадом давления(Дp), и гидравл. кпд(з_г)

особая констр, позволяющая получать при постоянном расходе ПЖ не постоянное значение перепада давления, а рост его при увеличении частоты вращения Т.

66. Мех. хар-ка Т, комплексная хар-ка: Т-Д-П, опт. режима Т бурения

учитывает потери на тернии в его опорах

M_д=M_в=M_турб-M_п ; M_п – помент потерь

M_п=P_нмr_п; r_п=2(R³-r³)/(3(R²-r²) ; R/r – наруж/внутр радиусы трущихся тел; P_н – сила нормального давления диска пяты о подпятник;

P_н=|P_д-P_г|; P_г – гидравл. сила на валу Т

P_г=Pрd²_cp/4 ; P – перепад давлений в турбине Т

P=P_нсQ²/с_нQ²_н ; *_н – справочные данные, * - фактические данные

M_д=M_т(1-n/n_x)-|P_д-P_г|мr_п

n=n_x((1-M_д+|P_д-P_г|мr_п)/M_т); M_д – зависит от породы

комплексная хар-ка

M_д=M_удP_д=> M_д=(1.6*10³+aP_д)D²_д

n=n_x((1-M_д+|P_д-P_г|мr_п)/M_т)

P_г>P_д

n=n_x((1±P_гмr_п/M_т±(M_уд-мr_п)P_д/M_т)

при P_г>P_д – «-»; при P_г<P_д – «+»;

оптимизация

при P_г>P_{д эф} – «+»; при P_г<P_{д эф} – «-»;

особенности:

- условия работы БК легче, чем при роторном способе, ↓износ

- ↑V_мех, а ↓H из-за ↑износа зубцов

- межремонтный период Т ~80-100ч, что ↑ чем у др. ЗД

- ↓шум/вибрация на буровой, лучше условия для бригады

67. Принцип действия, осн. Констр. Особ. И обл. Прим. Взд

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

68. Мех. хар-ки ВЗД, обьемные и гидромех. потери

n=60Q/V_p ; V_p – рабочий обьем ВЗД – то кол-во ПЖ, при продавке которого через двигатель он повернется на 1оборот

V_p=St_pz_p ; S – площадь живого сечения, t_p – шаг витков ротора, z_p – заходность витков ротора

РИСУНОК

обьемные потери:

утечки ж-ти; з вызванный обьемными потерями

з_об=n_факт/n_теор ; n_теор=60Q/V_p; n_факт=60(Q-q)/V_p=n_теор(1-q/Q)

q – обемные потери из-за негерметичности

=> з_об=1-q/Q

гидромех. потери

трение ротора об статор

з_гм=M_факт/M_теор

з_общ= з_об з_гм

69. Принцип действия и основные констр. особ. электробуров. Система токоподвода

забойный двигатель, преобр. энергию тока в мех. энергию вращения вала

ЭБ представляет собой высоковольтную трехфазную асинхронную маслонаполненную машину с короткозамкнутым секционированным ротором. монтируется в трубных секциях

основные узлы:

- электродвигатель/система герметизации/шпиндель

особенности:

- высокий КПД ~ 70%

- N<300kВт; I<150A; U<2000В; n~(400-700[об/мин]); ↑M_кр

- наличие проводной нити связи забой-устье, позвол. получать

доп инф. при доп обор.

- хорошие возможности оптимизации режима бурения

- то же что и у ВЗД

недостатки:

- ↓надежность ~20-30часов

- ↓надежность токоподвода

- ↑требования к тех-ке безопасности

- ↑требования квалификации бригады

обл. применения:

- бурение Т/ОТ г/п различной абразивности

система токоподвода:

- понижающий трансформатор; кабель; коллектор;

корпус с контактными щетками; вал с вращающимися

щетками; труб с кабельной секцией

70. Мех. хар-ка электробура, особ. технологии бурения ЭБ.

рисунок

кривая изменения вращающего момента ЭД(М) в зависимости от скольжения(s) при неизменном напряжении на зажимах ЭД. За период пуска ЭД момент от пускового значения М_пуск(при n=0) снижается до минимального М_min, затем с ↑n момент достигает M_max и далее снижается до значения, равного моменту сопротивления на валу. Рассчитывается двигатель для работы по М_ном, которому соотв. номинальная паспортная N. Правая часть кривой от М_мах – рабочая зона, левая – пусковая

71. Керноприемный инструмент, его классификация и устройство

инструмент, обеспечивающий прием, отрыв от массива г/п и сохранение керна в процессу буренияи во время транспортировки по скв. вплоть до извлечения его на пов-ть для исслед.

разновидности:

- Р1 - для роторного бурения со сьемным(извлекаемым по БТ)

керноприемником

- Р2 – несьемным керноприемником

- Т1 – для турбинного бурения со сьемным керноприемником

- Т2 – с несьемным керноприемником

типы:

- для отбора керна из массива плотных г/п

- двойной колонковый снаряд с керноприемником, изолир.

от протоков ПЖ и вращающийся вместе с корпусом снаряда

- для отбора керна в г/п трещиноватых, перемятых, или

перемежающихся по плотности и твердости

- невращ. керноприемн., подвешенный на одном или

нескольк. подшипниках и надежными керноотрывателями

и кернодержателями

- для отбора керна в сыпучих г/п, легко разр. и размыв. ПЖ

- должно обеспечивать полную герметизацию керна и

перекрытие керноприемного отверстия в конце бурения