5 Билет

Вопрос 1. Машины постоянного тока, принцип действия, применение.

Машины постоянного тока обратимы, т.е. могут работать как генератор, преобразующий механическую энергию вращающего её первичного двигателя в электрическую энергию постоянного тока и как двигатель.

Основные части генератора:

Якорь с обмоткой и электрические магниты статора, создающие магнитное поле. На валу якоря имеется коллектор из медных пластин, припаянных к определённым местам обмотки якоря. Коллектор служит для выпрямления тока и отвода его через неподвижные щётки во внешнюю сеть.

При вращении якоря его обмотка пересекает магнитные линии полюсов: при этом в обмотке якоря индуктируется ЭДС переменная по величине и по направлению, которую можно предавать в сеть через щётки (А, В).

Коллектор служит для преобразования переменной ЭДС обмотки якоря в постоянную.

Электрические двигатели постоянного тока устроены как генераторы. Они служат для преобразования электрической энергии в механическую энергию. Принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля якоря и магнитного поля статора.

Для того чтобы якорь двигателя вращался, надо направление тока в проводнике изменить в обратную сторону. Для этого предназначен коллектор, который питается через щётки постоянным током, а по обмотке якоря пойдет ток переменного направления.

Двигатели постоянного тока, как и генераторы имеют обмотки возбуждения и подключены по отношению к якорю независимо: параллельно, последовательно и смешанно.

Схемы возбуждения генераторов постоянного тока:

а – независимого; б – параллельного; в – последовательного; г – смешанного.

Имея различные способы подключения обмоток возбуждения, можно получить различные нагрузочные характеристики двигателей.

Применение: электротранспорт, где есть потребность менять скорость в больших интервалах.

Вопрос 2. Последовательные, параллельные и смешанные соединения сопротивлений.

Если проводники соединены, так что по ним проходит один и тот же ток то такое соединение называется последовательным.

Если два или более проводников присоединены к двум узловым точкам, то такое соединение называется параллельным. При таком соединении увеличивается проводимость.

Если в цепи имеются последовательные и параллельные соединения то это будут смешанные соединения. Для определения эквивалентного сопротивления цепи со смешанным соединением потребителей, питающихся от одного источника тока, необходимо прежде всего разбить эту цепь на отдельные участки, состоящие из последовательного и параллельно соединенных сопротивлений. Далее определяют эквивалентные сопротивления для каждого из участков, а затем и для всей цепи в целом.

Вопрос 3. Технология бурения.

Технология бурения.

При бурении нефтяных и газовых скважин применяют исключительно вращательный способ бурения. При этом способе бурения скважина как бы высверливается непрерывно вращающемся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струёй промывочной жидкости или нагнетаемым в скважину воздухом или газом. В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на роторное – двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое при помощи колонны бурильных труб и бурение с забойным двигателем (турбинное или при помощи электробура) – двигатель перенесён к забою скважины и устанавливается над долотом.

Процесс бурения состоит из следующих операций: спускоподъёмных работ ( опускание бурильных труб с долотом в скважину до забоя и подъём бурильных труб с отработанным долотом из скважины) и работы долота на забое (разрушение породы долотом). Эти операции периодически прерываются для спуска обсадных труб в скважину, чтобы предохранить стенки скважины от обвалов и разобщения нефтяных (газовых) и водяных горизонтов.

Одновременно в процессе бурения скважин выполняется ряд вспомогательных работ: отбор керна, приготовления промывочной жидкости (раствора), каротаж, замер кривизны, освоение скважины с целью вызова притока нефти (газа) в скважину и т.п.

Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:

Вертикальное бурение

Наклонно-направленное бурение

Горизонтальное бурение (отдельная страница)

Бурение скважин — это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра, без доступа человека внутрь. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.

Строительство скважин (последовательность):

• строительство наземных сооружений;

• углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видов работ — собственно углубления и промывки скважины;

• разобщение пластов (виды работ: укрепление или крепление ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну; тампонирования (цементирования) за - колонного пространства);

• освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока(оттока) флюида) называют заканчиванием скважин.

1. Подготовительные работы к строительству. Получают документы на отвод лесного участка для вырубки леса, согласовываются с лесхозом; отбивка участка по координатам на месте; вырубка леса; планировка площадки; строительство жилого посёлка; подготовка основания для буровой; подготовка и планировка площадки; строительство фундаментов под ёмкости на складе ГСМ; устройства обволовки склада ГСМ; завоз оборудования и перевозка.

2. Вышкомонтажные работы. Монтаж оборудования; монтаж линий; монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков; монтаж и подъём вышки; пусконаладочные работы.

3. Подготовительные работы к бурению. По окончанию монтажа буровой установки и строительства привышечных сооружений, буровая принимается спецкомиссией. Буровой мастер вместе с комиссией проверяет качество работ, опробует оборудование; проверяется состояние охраны труда. Электрическое освещение должно быть во взрывобезопасных светильниках; по буровой должно быть аварийное освещение 12 v; все недостатки и замечания комиссии должны быть устранены до забуривания. До начала работ:буровая установка укомплектовывается буровым инструментом, долотами, обсадными трубами под кондуктор и буровыми трубами, приспособлениями малой механизации, контрольно-измерительными приборами, шурфом под квадрат, запасом воды, химических реагентов и т. д. На буровой должны быть: жилые домики, культурная будка, столовая, баня-сушилка, помещение для анализов растворов, противопожарный инвентарь, набор ручного и вспомогательного инструмента, набор плакатов по технике безопасности, аптечки, запас ГСМ в емкостях с чёткой надписью типа топлива, склад для бурильного инструмента, склад для химических реагентов, амбар для сбора отработанных жидкостей, источник воды. После принятия установки от монтажников делается переоснастка талевой системы, монтаж оборудования и опробирование объектов малой механизации (УМК, противозатаскиватель и т. д.). Забуривание производится с установки мачтового направления, установленного строго по центру с осью вышки. Вышка центрируется, затем бурят под направление — опускают трубу и цементируют, верх направления соединяя с жёлобом. После направления ещё раз проверяется центрация вышки и ротора. Центр скважины бурят под шурф для квадрата и обсаживают трубой. Бурение шурфа производится турбобуром, придерживая его от реактивного вращения пеньковым канатом в три-четыре обвивки. Один конец привязывается к ноге вышки, второй держится в руках через блочок или ногу вышки. По окончанию подготовительных работ не позднее за 2 дня до пуска буровой, проводится пусковая конференция с участием администрации экспедиции (главного инженера, главного технолога, председателя профкома, главного геолога и начальника ПТО), где подробно знакомятся с конструкцией скважины, геологическим разрезом, свойствами пород, ожидаемыми осложнениями, режимом бурения. Рассматривается нормативная карта, обсуждаются мероприятия по безаварийной и скоростной проводке. Бурение может быть начато при наличии следующих документов: геолого-технического наряда (ГТН), акта о вводе в эксплуатацию буровой установки, нормативной картой, должны быть вахтовый журнал, журнал по буровым растворам, журнал по охране труда, журнал учёта работы дизелей. На буровой должны быть: цементировочное оборудование, коротажное оборудование, плакаты по охране труда и противопожарной безопасности, вертолётная площадка, питьевая и техническая вода, химические реагенты и материалы для буровых и цементных растворов, аварийный инструмент, бурильные и обсадные трубы.

4. Бурение скважины (проходка и крепление). В процессе бурения скважины выбуривается порода, в результате чего образуется ствол скважины, который необходимо крепить при помощи обсадных труб и цементажа.

5. Испытание скважин на приток нефти и газа. Производится перфорация стенок колонны для доступа к продуктивному горизонту с целью получения притока нефти и газа.

6. Демонтаж бурового оборудования и привышечных сооружений.

7. Рекультивация отведённой площади. Производится на скважине установка пломбы с табличкой о сроках бурения скважины и название предприятия, производящего работу. Зарываются все амбары, сжигается мусор, собирается металлолом для утилизации. Буровая площадка приводится в соответствие с нормами экологических служб.