3.Устройство и прицип работы винтового двигателя.

Винтовые забойные двигатели предназначены для бурения наклонно-направленных, глубоких, вертикальных, горизонтальных и других скважин. Так же применяется для разбуривания песчанных пробок, цементных мостов, солевых отложений и тд. Применяется в нефтегазовой и нефтегазодобывающей областях. ВЗД эксплуатируются при использовании буровых растворов плотностью не более 2000 кг/м3, включая аэрированные растворы (и пены при капитальном ремонте скважин), с содержанием песка не более 1 % по весу, максимальным размером твердых частиц не более 1 мм, при забойной температуре не выше 373 К.

По принципу действия ВЗД является объемной (гидростатической) машиной, многозаходные рабочие органы которой представляют собой планетарно-роторный механизм с внутренним косозубым зацеплением.

Рабочими органами двигательной секции являются многозаходные винтовые ротор и статор. Внутри стального статора привулканизирована резиновая обкладка с винтовыми зубьями левого направления. На наружной поверхности стального ротора нарезаны зубья того же направления. Число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев статора, а отношение шагов винтовых линий пропорционально числу зубьев.

Устройство ВЗД состоит из следующих основных узлов и деталей:

• двигательной секции: включающей в себя ротор и статор;

• шпиндельной секции: включающей в себя многорядную упорно-радиальную опору, радиальные опоры и торцевой сальник;

• переливного клапана, соединительных и рабочих переводников.

• Статор выполнен в виде стального корпуса, к внутренней поверхности которого привулканизирована резиновая обкладка с пятью внутренними винтовыми зубьями левого направления.

Стальной ротор имеет несколько наружных винтовых зуба. Шаги винтовых линий зубьев ротора и статора пропорциональны числу зубьев. За счет специального профиля зубьев обеспечивается непрерывный контакт между поверхностями ротора и статора, что является принципиальной основой рабочего процесса винтового двигателя. Под действием неуравновешенных гидравлических сил ротор двигателя совершает планетарное движение, обкатываясь по зубьям статора: ось ротора движется вокруг оси статора против часовой стрелки по окружности, а сам ротор поворачивается по часовой стрелке. Планетарное движение ротора преобразуется в соосное вращение вала шпиндельной секции при помощи карданного вала, передающего момент силы и гидравлическую осевую нагрузку от ротора на вал.

БИЛЕТ 35.

1.Расчет требуемых объемов материалов для цементирования обсадных колонн.

Объем тампонажного раствора определяется объемом кольцевого пространства в интервале цементирования. Цементирование может быть осуществлено раствором на основе тампонажного портландцемента на всю высоту, либо частично. В последнем случае оставшаяся часть заполняется облегченным (утяжеленным) тампонажным раствором. Условно разделим применяемые в этом случае тампонажные растворы на "бездобавочные" и "облегченные".

Объем "бездобавочного" тампонажного раствораV_б:

.

Объем "облегченного" тампонажного раствора:

,

где: L_б- высота подъема "бездобавочного" тампонажного раствора в заколонном пространстве, м; 1_с - расстояние от башмака обсадной колонны до кольца "стоп", м.

Количество тампонажного материала (портландцемента) для приготовления единицы объема "бездобавочного" тампонажного раствора:

Потребное количество материалов для приготовления единицы объема тампонажного раствора необходимой плотности (ρ₀) определяется из решения системы уравнений:

г де: В/Т- водотвердое отношение; а_i- массовая доля i - го компонента твердого вещества в тампонажной смеси;ρ_Ti - плотность i - го компонента твердого вещества тампонажной смеси, кг/м³;ρ_ж- плотность жидкости затворения, кг/м³.

О бщая масса тампонажного материала для приготовления тампонажных растворов ( ):

где: К_т=1,03-1,06- коэффициент, учитывающий потери цемента при транспортировке и затворении.

Масса компонентов тампонажной смеси:

Количество жидкости затворения для приготовления тампонажных растворов:

где: К_е=1,06-1,10 - коэффициент, учитывающий потери воды при затворении.

Количество химических реагентов для регулирования свойств тампонажных растворов (тампонажного камня) определяется в зависимости от процентного содержания химреагента по отношению к массе сухого тампонажного материала. Необходимый объем продавочной жидкости:

где: V_м- объем трубопроводов, связывающий цементировочные агрегаты с цементировочной головкой, м³. Принимается равным =0,5м³ Δ- коэффициент сжимаемости продавочной жидкости (принимается равным 1,02 - 1,04).

Вариант покороче: При расчете определяют: количество сухого тампонажного материала; количество воды для затворения; объем продавочной жидкости; максимальное давление в конце процесса цементирования; необходимое число смесительных машин и цементировочных агрегатов; время, необходимое для проведения всего процесса цементирования.

Для повышения качества цементирования необходимо предусмотреть использование при цементировании буферной жидкости, которая выполняет следующие функции: 1) отделяет тампонажный раствор от промывочной жидкости и предотвращает образование густых трудно прокачиваемых смесей; 2) увеличивает полноту замещения промывочной жидкости тампонажным раствором; 3) способствует разрушению фильтрационных глинистых корок на стенках скважины; 4) способствует лучшему сцеплению тампонажного раствора с горными породами, слагающими стенки скважины.

В качестве буферной жидкости широко используются воды и водные растворы солей (NaCI, CaCl и т.д.), щелочей (NaOH) и ПАВ (сульфонол).