43. Классификация современных турбобуров по различным признакам.

СМОТРИ ЛЕКЦИИ ОТ 20.11.2012

44. Энергетические характеристики турбин, их определение и перерасчет для проектного бр.

С изменением количества и качества борового раствора, про­качиваемого через турбину, изменяются ее энергетические пара­метры согласно соотношениям из теории турбин:

Здесь ₁ и ₂ — перепады давления в турбине при расходах Q₁ и Q₂ и плотностях бурового раствора ₁ и₂. Отношение М/п при роторном бурении значительно больше, чем при турбинном. Особенно сильно это различие для турбо­буров малого диаметра, поскольку велико влияние диаметра турбобура на его мощность и крутящий момент (при других не­изменных параметрах):

(d₁ и d₂—диаметры турбобура).

Зная энергетические параметры при одном режиме промыв­ки из стендовых исследований и пользуясь этими соотношениями, можно определить параметры турбины при другом ка­честве и количестве бурового раствора.

СМОТРИ ЛЕКЦИИ ОТ 13.11.2012

45. Влияние осевой опоры на характеристики турбобуров. Взаимосвязь параметров режима турбинного бурения

Рабочие характеристики турбобуров

Рабочими характеристиками турбобуров принято называть две группы зависимостей : М_т.б.=f₁(n), N_т.б.=f₂(n), _т.б.=f₃(n), и

n=₁(G_д), М_д=₂(G_д), N_д=₃(G_д), _т.б. =₄(G_д),

где n,G,M,N,-частота вращения, осевая нагрузка, момент, мощность, и к.п.д. соответственно. Индексы «т.б.» и «д» относятся соответственно к турбобуру и долоту.

56. Бурение взд. Конструкция, особенности кинематики.

Забойный винтовой двигатель состоит из резинового статора, неподвижно закрепленного в корпусе, и стального ротора. Ротор и статор представляют собой пару зубчатых колес внутреннего зацепления. Зубья расположены по винтовой линии, поэтому ротор можно рассматривать как многозаходный винт, а статор - как многозаходную гайку, имеющие разные шаги. Число зубьев статора на один больше, чем у ротора. Ротор располагается в статоре наклонно и полностью разделяет входную выходную полости двигателя. Буровой раствор, поступая под давлением в замкнутый объем, давит на поверхность ротора и заставляет его обкатывать поверхность статора, совершая планетарное движение. С помощью шарниров последнее преобразуется во вращательное движение шпинделя, который по назначению и устройству аналогичен шпинделю турбобура.

57. Рабочие характеристики взд и их графическое представление

СМОТРИ ЛЕКЦИИ

58. Особенности технологии бурения винтовыми зд

1) при выборе породоразрушающего инструмента целесообразно использовать долото типа ДАУ, РДС, ГНУ (моментоёмкость двигателя большая, что позволяет бурить при более интенсивной нагрузке);

2) ВЗД имеют жёсткие характеристики М-n (приёмистость двигателя большая, что позволяет бурить при более интенсивной нагрузке);

Как подобрать характеристику двигателя?

Падение частоты вращения в диапозоне от 0 до max должно быть 15-20 %.

Нужно выбирать более крутую хар-ку.

Пульсация давления. При износе некоторых типов долот начинается пульсация давления (хар-на для типов PDC).

3) в компоновку включается сифонный клапан

- если бурят на воде клапан устанавливается на 2-3 свечи выше ЗД

- если структурированная система – на 1 свечу выше ЗД.

При начале работы ЗД вначале проверяют запуск двигателя и работу сифонных клапанов.

4) порядок запуска ВЗД на забое:

- нагружение инструмента плавное;

- не доходя до забоя 10-15м запускают двигатель;

Остановка ЗД осуществляется сл образом:

- перед завершением бурения 10 минут промывают без нагрузки;

- поднимают на 10-15м и только потом выключают;

5) по мере работы двигателя увеличивается коэффициент утечек, отсюда уменьшается работа ЗД (можно увеличить расход на 20%).

6) подача инструмента плавная;

7) если перегрузим ЗД возможно изменение Мреакт, может произойти отворот инструмента;

8) при использовании ВЗД обязательно вращают колонну (методика западных компаний);

9) возможность использования бур р-ров различных типов (в основном используют РУО).

Теоретическая частота заб. дв. пропорциональна расходу бурового раствора и не зависит от вращающего момента. По мере роста крутящего момента на долоте увеличивается перепад давления: М = q η / 2 π; где q- объем полостей винтового двигателя. Практически вследствие значительного трения в двигателе и утечек раствора вращающий момент не прямо пропорционален перепад давления, я частота вращения несколько уменьшается по мере роста вращающего момента, но гораздо меньше, чем у турбобура.

Перепад давления в турбобуре почти не изменяется с увеличением и уменьшением момента при повышении крутящего момента на долоте и в опорах турбобура до М = Мт, вал турбобура останавливается, раствор продолжает поступать на забой. В объемном двигателе при повышении крутящего момента давление продолжает расти, пока или не сработает предохранительный клапан, или раствор, отгибая резиновые элементы статора, не начнет частично проходить на забой. При этом снизится и частота вращения. При дальнейшем увеличении момента вал двигателя остановится, раствор, отгибая резиновые винтовые поверхности статора, будет проходить через объемный двигатель на забой.

В винтовом двигателе энергия теряется на преодоление гидравлических сопротивлений, трение ротора о статор, трение в шпинделе, деформирование резины статора. Общий начальный к.п.д. в режиме максимальной мощности винтовых двигателей составляет 48-55% в зависимости от усилия предварительного натягам/у ротором и статором, смазывающих способностей бур. Р-ра., диаметра ротора. Мощность винтового двигателя зависит от расхода и перепада давления в нем.

Практически мощность м.б. повышена путем увеличения объема полостей двигателя, диаметра ротора, удлинением шага винтовой линии и изменением числа заходов.