41. Способы бурения забойными двигателями. Роль отечественных ученых в разработке бурения без вращения бурильных труб. Основные требования к забойным двигателям, гзд и электробуры.

К настоящему времени разработано несколько типов забойных двигателей. Все их можно подразделить но виду используемой энергии на следующие классы:

1 – гидравлические забойные двигатели, которые преобразуют гидравлическую энергию потока промывочной жидкости в механическую мощность вращательного движения;

2 - электрические забойные двигатели (электробуры), работающие на электроэнергии.

Забойные машины 1-го класса по принципу действия подразделяются на турбобуры и объемные двигатели.

Конструкция современных электробуров

Электробур состоит из 3-х фазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и шпинделя. Шпиндель служит для восприятия реакции забоя при создании нагрузки на долото. Для получения необходимого вращающего момента при небольшом диаметре двигателя увеличивают его длину. Чтобы длинный ротор не искривлялся при вращении, он разделен на ряд секций, центрируемых в статоре радиальными шариковыми подшипниками. Статор также состоит из отдельных пакетов, разделенных немагнитопроводным материалом. Вращающий момент с вала двигателя передается валу шпинделя зубчатой муфтой.

Буровой раствор проходит через электробур к долоту по центральному каналу в валах двигателя и шпинделя. Для предупреждения попадания его в рабочие полости электродвигатель заполняется изоляционным маслом, а шпиндель- смазочным маслом. С помощью лубрикатора поддерживается давление масла на 0,1-0,3МПа больше давления раствора в скважине.

42. Турбинный способ бурения и его особенности. Принцип работы турбин и турбобуров. Краткая история создания турбобура. Основные узлы турбобура.

Т/б - это ЗД (гидравлический) предназначенный для бурения скважин в различных геологических условиях. В турбинах т/б гидравлическая энергия БР движется под давлением, превращается в механическую энергию вращающегося вала, связанного с долотом.

Основная часть т/б- турбина, состоящая из большого числя (>100) совершенно одинаковых ступеней. Каждая ступень состоит из вращающегося соединенного с валом ротора и неподвижного закрепленного в корпусе т/б статора

Особенности турбинного бурения:

1. Улучшаются условия работы бурильной колонны (применение ЛБТ, уменьшение длины УБТ). Однако возможны прорывы резьб, т.к. повышенное давление в циркуляционной системе.

2. Возрастает вследствие высокой частоты вращение долота, но снижается проходка на долото вследствие интенсивного износа вооружения и опоры шарошки и ограничения перепада давления на насадках.

3. Могут использоваться все виды буровых растворов за исключением продувки воздухом. Однако при применении очень вязких и утяжеленных растворов турбины работают малоэффективно, а содержание в растворах твердой фазы, шлама, песка приводит к интенсивному изнашиванию турбины.

4. При турбинном бурении облегчается бурение наклонно-направленной скважины.

Улучшаются условия работы бурильной бригады.

Рис. 1 Работа многоступенчатой турбины

Это соответствует максимальной мощ-ности турбины. Профиль лопаток турбины выбирается так, чтобы перепад давления на турбине мало изменялся при уменьшении или увеличении частоты

вращения и максимальный КПД достигался при .

Для бурения в породах средней твердости, крутящий момент на валу турбины должен быть большим, чем при бурении в твердых породах. Особенно большой крутящий момент должен быть на валу турбины при бурении в вязких породах. Такая задача решается с применением двух-, трехсекционными турбобурами.