4.1.1. Бұрғылау сорғышының кинематикасы

Бұрғылау сорғышының кинематикалық негізгі қызметі – поршеннің жүрісі жылдамдығын және үдеуін анықтау. Кинематикалық талдауға бұрып жобаланатын сорғыштың берілісі техникалық көрсеткіштерінен және сипаттамасынан қисық – мойынды – шатунды механизмінің геометриялық параметрлері қабылданады. Қисық мойынның радиусы поршень жүрісінің жартысына тең. Қатты кинематикалық байланыстың арқасында сорғыш пен поршеннің қозғалыстары бірге істелінеді.

Қисық мойынды шатунды механизмге әсер ететін күштің схемасы

9-і сурет

R=F/sinμ; φ=ωt

сол жер шетінде (А нүктесі)

x=(r+l) – BO,

r sin φ = l sin β;

бұдан онда

x=r(l–cos φ), бұдан

әрі қарай

Жылдамдықтың және үдеудің дәлірек мәндерін шатун ұзындығын ескеріп табуға болады

;

4.1.2. Сорғыштардың негізгі техникалық көрсеткіштерін есептеу және қабылдау

Бұрғылау сорғыштарының беруін (жіберуін), қысымын және пайдалы қуатын ұңғыманы жуу технологиясының талаптары негізінде қабылдайды. Алғашқы мәлімет есебінде көлемдік беріліс алынады, ал ол бөлек роторлық бұрғылаудың тиімділігіне және қозғалтқыштардың жұмысына әсер етеді. Ұңғыманы тиімді тазалау және ұнтақталған жынысты шығару және де түптік гидравликалық қозғалтқыштардың, нормасы жұмысы үшін сорғыштан шығатын бұрғылау ерітіндісінің жылдамдығы (м/с) белгіленген, ол мына мәндерге сәйкес болуы керек.

Бұрғылау әдісі	Түптік қозғалтқышымен	Роторлы
Бұрғылау аралығы
кондукторда	0,3–0,4	0,2–0,3
аралық және пайдалану бағаналарында

Сорғыш берілісі (л/с)

болмаса Q=q_удF_заб

мұндағы F_ЗП – құбыр сыртындағы кеңістік ауданы, м²; v_Ж – сұйықтың шығу ағысының жылдамдығы, м/с; D_Д – қашау диаметрі, м; d_бт – бұрғылау құбырының диаметрі, м; q_уд – меншікті беріліс, л/сдм²; F_заб – ұңғыма түбінің ауданы, дм².

Жуудың қарқындылығын сипаттайтын меншікті беріліс тәжірибе негізінде қабылданады.

Қашау диаметрі 191 мм үшін меншікті беріліс 7…8 л/сдм²;

Қашау диаметрі 269…295 мм үшін меншікті беріліс 6,5…7 л/сдм²;

Сорғыштан шығыр жердегі қысым манифольдегі гидравликалық кедергілерді жуу сақинаның кеңістіктегі және ұңғыманы жуғанда пайда болатын құбыр сыртындағы қысым шығынына тәуелді.

Қысымның толық шығынына жуу сұйық айналу жүйесіндегі қысымның сызықтық және жергілікті шығындарының арифметикалық қосындысымен анықталады

р = р_м + р_бт+ р_убт+ р_з+ р_д + р_зд + р_кп

мұндағы р – жуу сұйығының сорғыштан шығатын жеріндегі қысым; р_м, р_бт, р_убт, р_з, р_д, р_зд және р_кп – сәйкесінше манифольдтағы, бұрғылау құбырдағы, АКБ, құлыптың қосылыстардағы және сақиналық кеңістіктегі қысым шығындары.

Құбырлардағы қысым шығыны Дарен – Вейсбах формуласынан табылады

, Па

мұндағы λ – гидравликалық кедергі коэффициенті; ρ – сұйық тығыздығы, кг/м³; l – құбыр ұзындығы, м; d – құбырдың ішкі диаметрі, м; υ – сұйық ағысының орташа жылдамдығы, м/с.

мұндағы Q – сұйық шығыны, м³/с.

Оны алмастыру

егер α=0,81λ/d⁵, онда

,

мұндағы α – қысымның шығын коэффициенті.

Осы формулаға сәйкес бұрғылау құбырларындағы қысым шығыны

, МПа

мұндағы Q – жуу сұйығының шығыны, л/с; l – бұрғылау бағанасының ұзындығы, м.

Турбобұрғының сатыларындағы қысым шығындары

мұндағы Q_l – ең көп қуат ережесіндегі сұйық шығыны, л/с; р₁ – турбобұрғының ең көп қуат ережесіндегі қысым төмендеуі,МПа.

Беріктің сұйығына бұрғылау сорғыштарымен беретін пайдалы қуат

N_п=Qр, кВт

мұндағы Q – сорғыш берілісі, м³/с; р – сорғыш қысымы, Па.

Ұңғыма әр сатысында параметрлер өзгеріп отырады. Қысым сұйық шығыны квадратына, ал сорғыш қуаты сол шығынның кубына пропорционал азаяды

Мысалы сұйық шығыны 2 есе төмендесе (Q₂=Q₁/2), онда қысым (p₂) 4 есе, ал қуат (N₂) 8 есе азаяды.

Сорғыш пайдаланатын қуат

Сорғыштың ПӘК

мұндағы η_Г=0,97 – гидравликалық ПӘК (гидравликалық кедергі ескереді); η₀=0,97 – көлемдік ПӘК (сұйық ағындарын ескереді); η_М=0,85 – механикалық ПӘК.

η_М=η₁η₂η₃η₄η₅η₆

мұндағы η₁=0,99 – трансмиссиялық подшипниктердің ПӘК; η₂=0,98 – берілістің ПӘК; η₃=0,99 – қисық мойынды білік подшипнигі ПӘК; η₄=0,98 – шатунның үлкен басындағы подшипнигі ПӘК; η₅=0,97 – крейцкопфтың ПӘК; η₆=0,93 – нығыздамалы штокты поршеннің ПӘК.

Сонда сорғыштың жалпы ПӘК