18) Продольные, поперечные, осевый(каныгинверсион:d)

Я не вывез этот вопрос

19. Источники вибраций бурильного инструмента. Понятие о колебании бурильной колонны с повышенными амплитудами.

Различают 2 вида вибраций б.и.:

1) собственные - зависят от параметров системы. 2) вынужденные - поддерживаются определенными источниками колебаний или зависят от параметров системы и характера сил сопротивления при движении системы. В бурении отдельно рассматриваются осевые (продольные), крутильные и изгибные (поперечные) колебания. Осевые и поперечные колебания бурильной колонны вызваны обычно изменением осевых и поперечных усилий, а также крутящих моментов (М). Крутиль­ные колебания обусловливаются непосредственно изменением М или яв­ляются следствием возникновения осевых и поперечных вибраций бу­рильной колонны.

,

где Ем- модуль упругости, n – частота вращения долота, См – скорость звука в стали, Gд – динамическая составляющая нагрузки на долото,  - угол наклона оси шарошки к оси долота, Rп – мгновенный радиус долота, Gст – статическая составляющая нагрузки на долото, tп – шаг зубцов переферийного венца, rп – радиус переферийного венца, aп – жесткость «зубец-порода» для переферийного венца.

Источники вибраций.

1)колебание потока пром жидк передаётся внутрь БК

2)колебание БК (очень большая амплитуда при роторном бурении, осевые, крутильные и поперечные колебания)

3)забойный двигатель (при ВЗД вибрации больше)

4)работа долота.

20. Основные методы управления параметрами вибраций бурильного инструмента. Схема и принцип действия забойного амортизатора.

Можно выделить 2 вида мероприятий: технологические и технические приемы.

Технологические методы (приемы).

Изменяют параметры режима углубления скважины (в том числе Gст и Gд), давление P_R, гидравлическую осевую нагрузку на вал ГЗД, осевую нагрузку на пяту двигателя и скорость истечения жидкости из насадок (Vи) и др. При этих методах меняется частота n и соответственно величины f и h нескольких видов вибраций; при изменении осевых усилий и соотноше­ний между ними меняют загрузку ГЗД и долота и, естественно, меняют ве­личины амплитуд вибраций. Скорость Vи позволяет несколько снизить скорость вдавливания зуба долота в породу.

Заменяют промывочную жидкость или изменяют ее плотность и вязкость. Так, с увеличением ρ₁ повышаются: вращающий момент турбобура, перепад давления в нем, дифференциальное давление

Технические приемы.

1) Заменяют тип буровых насосов - снижают пульсации давления Рн.

2) Изменяют компоновку бурильного инструмента.

3) Можно ком­поновку колонны составить из нескольких секций ЛБТ, расположенных между секциями стальных труб; при этом демпфирующие свойства колон­ны могут значительно усилиться.

4) Вводят в нижнюю часть бурильного инструмента калибраторы, цен­траторы. Таким образом меняют место опоры инструмента в скважине и зазор между ним и стенками скважины, т.е. изменяют амплитуду и форму колебаний.

5) В состав инструмента включают: преобразователи части нагрузки на долото в динамическую -Gд (устройства, вдоль оси которых движется масса, например, из отрезка УБТ); усилители Gд, что дает возможность повысить амплитуду некоторых вибраций и повы­сить Vм.

6) Размещают в компоновке бурильного инструмента (или в колонне) разделители и отражатели. Разделитель и отра­жатель представляют собой устройства, в которых имеется элемент с ма­лой жесткостью, не пропускающий определенный вид вибраций от одной части колонны к другой или резко снижающий амплитуду колебаний.

7) Применяют амортизаторы (демпферы). Конструкций амортизаторов разработано несколько десятков.

Рисунок 2.6. Схема конструкции амортизатора: 1 - долото; 2,4 - вал и корпус демпфера; 3 - узел передачи Мвр; 5 - упругий элемент; 6 - вал забойного двигателя или труба бурильной ко­лонны; 7 - поток промывочной жидкости; 8 - уплотнительпые элементы.

Принцип действия амортизатора: амортизаторы устанавливаются под забойным двигателем, между долотом и его валом и между долотом и бурильной колонной при роторном бурении.

Принцип работы демпфера для двух последних случаев. Вращающий момент от вала двигателя передается через корпус амортизатора к его валу через узел передачи Мвр, а осевые усилия от вала двигателя к валу амор­тизатора - через упругий элемент, в котором происходит перераспреде­ление энергии вибраций. Жидкость проходит через корпус и вал амортизатора в долото. Утечки промывоч­ной жидкости устраняются путем установки уплотнений.