6 4 Винтовые забойные двигатели

Принцип действия и конструктивные особенности. Рабочим органом винтового забойного двигателя является винтовая пара: статор и ротор 2 (рис. 4.13).

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 (рис. 4.14).

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 осу-ществляется рабочий процесс двигателя.

Вращающий момент от ротора передается с помощью двухшарнирного соединения на вал шпинделя (см. рис. 4.13), укомплектованного многорядной осевой шаровой опорой 4 и радиальными резинометаллическими опорами 3. К валу шпинделя 5 присоединяется долото 6. Уплотнение вала достигается с помощью торцовых сальников.

65 Электробур — это буровая забойная машина, приводимая в действие электрической энергией и сообщающая вращательное движение породоразрушающему инструменту.

С хема установки с использованием электробура показана на рис. 49. Основное оборудование (лебедка, насосы и др.) применяется обычное. Электробур с долотом опускают в скважину на бурильных трубах. Колонна бурильных труб служит для поддержания электробура, восприятия реактивного момента, подачи к забою промывочной жидкости и размещения в нем токоподвода. Вал электробура полый, через него промывочная жидкость попадает к долоту.

Электроэнергия к электробуру подводится по кабелю, подведенному к буровому шлангу, соединенному посредством токоприемника с кабелем, вмонтированным в бурильные трубы. Токоприемник представляет собой систему контактных колец и щеток, которые помещены в герметически закрытом корпусе, предохраняющем от попадания в них промывочной жидкости. Подвод электроэнергии через контактные кольца и щетки позволяет вращать колонну бурильных труб, не нарушая подвода тока к электробуру. Кабель (трех- или двужильный) вмонтирован в бурильные трубы отрезками, которые при свинчивании труб автоматически соединяются специальными муфтами, укрепленными в бурильных замках.

Конструкция электробура. Электробур (рис. 50) состоит из маслонаполненного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и шпинделем.

Вращающий момент двигателя передается на вал шпинделя через зубчатую муфту 24. Уплотнение стыка валов осуществляется шарнирной втулкой 23 с резиновыми кольцами. Через центральное отверстие в валах двигателя и шпинделя пропу-скается промывочный раствор.

66 Понятие о конструкции скважины

Конструкция скважины состоит из ствола, пробуренного в горных породах, нескольких обсадных колонн и тампонажного камня, заполняющего целиком или частично пространство между колоннами и стенками ствола. Конструкцию скважины ха-рактеризуют число спущенных в нее обсадных колонн, их диаметры и длина, диаметры ствола под каждую колонну, местоположение интервалов цементирования.

В технической литературе конструкцию скважины графически изображают так (рис. 12.1): сплошными жирными линиями показывают обсадные колонны; число у верхнего конца линии означает наружный диаметр колонны в мм, у нижнего конца — глубину спуска в м.

Конструкция должна обеспечить:

а) долговечность скважины как технического сооружения;

б) надежную изоляцию всех проницаемых горизонтов и сохранность запасов полезных ископаемых;

в) минимум затрат на единицу добываемой продукции;

г) возможность бурения до проектной глубины без опасности возникновения тяжелых осложнений, осуществления предусмотренных проектом разработки месторождения режимов эксплуатации данной скважины, проведения ремонтных работ в скважине при эксплуатации, проведения всех исследований, которые необходимы для контроля разработки месторождения.

6 7Конструкцию призабойной части скважины выбирают в зависи-мости от ее местоположения на залежи, литологических и физических свойств пласта, наличия в кровле и подошве пласта воды или газа Наилучшие условия притока жидкости и газа в скважину дает вскрытие пласта на всю мощность без закрепления трубами (рис. 33). При этом последнюю обсадную колонну цементируют выше кровли продуктивного пласта. Такая кон-струкция забоя скважины допустима, если продуктивный пласт сложен

плотными породами и в продуктивной зоне нет газоносных и обводненных пропластков. Если продуктивный пласт состоит из несцементированных пород, частицы которых могут в процессе эксплуатации выноситься потоком жидкости в скважину, ниже основной эксплуатационной колонны иногда спускают хвостовик-фильтр (рис. 34, а).

Эксплуатационную колонну спускают, как и в предыдущем случае, до кровли продуктивного пласта и цементируют. Затем скважину углубляют на всю мощность продуктивного горизонта и спускают в нее хвостовик-фильтр. Хвостовик имеет в верхней части воронкообразный раструб, который сажается в специальное седло, находящееся у башмака обсадной колонны.

Когда обсадные трубы спущены и зацементированы с подъемом цементного раствора до нужной высоты, для перекрытия всех верхних нефтяных, газовых и водяных пластов против продуктивной части пласта при помощи пулевых или кумулятивных перфораторов простреливают отверстия. Эта операция называется перфорацией. Даже при большом числе отверстий пласт будет сообщаться со скважиной на значительно меньшей площади, чем в скважинах с открытым забоем, Поэтому и приток нефти в скважину будет меньше. Очень же большое число отверстий может уменьшить прочность самой колонны. Но даже при этих недостатках эта конструкция наиболее распространена.