Дипломы-1 / Документ / PDF / vyguzov_a_m_ooo_firma_radiusservis_trebovanie_i_rekomendacii

Резина RSM79 обладает повышенной нефтестойкостью и может применяться при бурении на дизельных растворах и сырой нефти при температурах до 120°С.

В высокотемпературных условиях эксплуатации используется резина RST23. Она обладает отличной стойкостью к температурам до 160°С как в водных, так и в нефтяных растворах. Температурные диапазоны эксплуатации резин представлены на рис. 5.

Забойная температура влияет не только на выбор типа резины для заливки статора, но и на подбор натяга в зубчатом зацеплении ротор-статор. Натяг в зубчатом зацеплении ротор-статор увеличивается в процессе работы двигателя за счет саморазогрева и разбухания резиновой обкладки статора, а также увеличения температуры на забое скважины. Зависимость натяга в зацеплении ротор-статор от динамической температуры на забое скважины приведена в табл. 1.

ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЗД.

ПОДГОТОВКА ДВИГАТЕЛЯ К РАБОТЕ При подготовке двигателя к работе перед спуском

в скважину необходимо провести его наружный осмотр. Особое внимание следует обратить на наличие трещин и вмятин на статоре и корпусе шпиндельной секции, на состояние присоединительных резьб к бурильным трубам и к долоту. Также нужно удостовериться в отсутствии зазоров в промежуточных резьбах, соединяющих корпусные детали двигателя.

При свинчивании и развинчивании регулятора угла для установки необходимого угла искривления двигателя механическими ключами следует брать только за переводники. При проведении работ по переключению регулятора угла необходимо принимать меры для исключения повреждения упорных торцов деталей регулятора угла.

При сборке КНБК нужно соблюдать указанные в паспорте двигателя моменты затяжки присоединительных резьб к долоту и бурильным трубам. При этом запрещается устанавливать механические ключи на статор и корпус шпиндельной секции.

КОЛОННЫЕ ФИЛЬТРЫ В компоновку бурильной колонны должен быть

включен как минимум один фильтр с отверстиями диаметром не более 5 мм или один щелевой фильтр с шириной щелей не более 5 мм и длиной щели не более 100 мм. Мы рекомендуем заказывать двигатели, укомплектованные колонными фильтрами производства «Радиус-Сервис» (рис. 6).

Колонные фильтры мы разработали в 2008 году и уже в 2009 году начали их внедрять в ОАО «Сургутнефтегаз». Фильтр устанавливается непосредственно

Рис. 2. Зависимость расхода промывочной жидкости от габарита двигателя

Рис. 3. Разрушение хромового покрытия ротора после эксплуатации на промывочной жидкости с высоким содержанием хлорид-ионов

Рис. 4. Повреждение резиновой обкладки статора после эксплуатации на промывочной жидкости с высоким содержанием хлорид-ионов

Рис. 5. Температурные диапазоны эксплуатации различных типов резин

RSN61

RSM79

RST23

над двигателем и не допускает попадания в него посторонних предметов (рис. 7). Сегодня мы предлагаем пять различных типоразмеров фильтров: 95, 106, 120, 172 и 240 мм.

ЛЮФТЫ ВАЛА ШПИНДЕЛЬНОЙ СЕКЦИИ На следующем этапе подготовки двигателя к рабо-

те проводится проверка осевого люфта вала шпиндельной секции. Люфт не должен превышать значения, указанного в паспорте (табл. 2).

Причиной появления осевого люфта вала является износ подшипника (рис. 8).

Причина появления радиального люфта вала шпиндельной секции — износ радиальных опор (рис. 9).

На буровой радиальный люфт с достаточной точностью замерить невозможно, поэтому мы его исключили из критериев отбраковки наших двигателей в полевых условиях.

Также существует тангенциальный люфт, который появляется из-за деформации посадочных мест под шары в полумуфтах и валу кардана (рис. 10). Этот люфт не сказывается на работоспособности двигателей, поэтому мы его также убрали из критериев отбраковки наших двигателей на буровой.

Таблица 2

Значения осевого люфта в зависимости от габарита двигателя

Резьба 3-73 или 3-76

Резьба 3-101 или 3-102

ПРОБНЫЙ ЗАПУСК И ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Следующая рекомендация — перед спуском инструмента следует провести пробный запуск двигателя. При температуре воздуха ниже 0°С перед запуском двигатель необходимо прогреть.

При работе двигателя по мере роста момента (М) перепад давления (P) на двигателе увеличивается

практически линейно, а частота вращения (n) снижается вначале незначительно, а при приближении к тормозному режиму — резко. Для выбора оптимального режима работы двигателя необходимо запустить его над забоем, зафиксировать давление холостого хода (Рх.х.), затем после касания забоя плавно увеличивать нагрузку на долото до получения необходимой механической скорости, после чего зафиксировать рабо-

5400 мм) максимально допустимый дифференциальный перепад давления составляет 87 кг/см2 (рис. 12). На практике эти ВЗД работают при дифференциальном перепаде давления в диапазоне 10–35 кг/см2.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ-ОТКЛОНИТЕЛЕЙ Двигатель-отклонитель не только выполняет функ-

цию привода долота. Он также служит основным элементом КНБК, формирующим траекторию ствола скважины. При бурении искривленным двигателем с вращением колонны бурильных труб ротором или верхним приводом буровой установки возникают значительные поперечные нагрузки на двигатель, которые могут привести к поломке его корпусных деталей. Во избежание этого необходимо ограничивать частоту вращения бурильной колонны. Рекомендуемая частота вращения бурильной колонны в зависимости от угла искривления двигателя приведена в паспорте двигателя. Для каждого типоразмера двигателя рекомендации по максимально допустимой частоте вращения свои. Для примера в табл. 3 приведена максимально допустимая частота вращения бурильной колонны при различных углах перекоса двигателя ДРУ2-172РС с двигательной секцией RS172N754 (заходность 7/8, длина статора 5400 мм).

КРИТЕРИИ ОТПРАВКИ ДВИГАТЕЛЯ В РЕМОНТ К таковым относится, во-первых, превышение до-

пустимого осевого люфта вала шпиндельной секции. Допустимая величина осевого люфта указывается в паспорте двигателя.

Во-вторых, это скачки давления в нагнетательной линии, не связанные с технологическими причинами.

И, наконец, необходимо отправлять в ремонт двигатели после проведения аварийных работ, а именно: кислотных ванн, использования ясов или подъема инструмента с приложением растягивающей нагрузки на двигатель свыше максимально допустимой, указанной в паспорте.

КОНСЕРВАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ После подъема двигателя из скважины необходимо,

прежде всего, как и перед спуском, подвергнуть его наружному осмотру. Особое внимание следует обратить на наличие трещин и вмятин на статоре и корпусе шпиндельной секции, состояние присоединительных резьб к бурильным трубам и к долоту, отсутствие зазоров в промежуточных резьбах, соединяющих корпусные детали двигателя, и износ армированной пятки на зубчатой муфте регулятора угла.

Рис. 13. Шламование двигателя

Рис. 12. Максимально допустимый дифференциальный перепад давления

Далее необходимо проверить осевой люфт, слить промывочную жидкость из двигателя, вращая вал шпиндельной секции по часовой стрелке, если смотреть сверху вниз. В завершении консервации в верхний переводник двигателя требуется залить 8–10 литров масла и, вращая вал шпиндельной секции по ча-

Рис. 14.Элементы резиновой обкладки статора в насадках долота

совой стрелке, если смотреть сверху вниз, добиться вытекания масла из вала.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИИ ДВИГАТЕЛЯ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ.

ПОВЫШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Если при бурении происходит повышение давления в нагнетательной линии, это может быть следствием

нескольких причин.

Первая — из-за торможения двигателя вследствие превышения осевой нагрузки.

Вторая — из-за изменения типа породы на более моментоемкую. Это можно определить, проверив наличие пропластков по ГТН.

Метод устранения — максимально снизить подачу промывочной жидкости, снять пружину с инструмента и оторвать долото от забоя. Если давление снизилось до величины холостого хода двигателя, то следует плавно опустить компоновку на забой и продолжить бурение, снизив осевую нагрузку на долото.

Если же при повышении давления после отрыва долота от забоя давление не снижается, то, возможно, произошло шламование двигателя (рис. 13). Метод устранения на буровой — только замена двигателя.

Наконец, еще две возможные причины — это разрушение резиновой обкладки статора, в результате чего насадки долота забиваются резиной (рис. 14), и попадание в двигатель посторонних предметов. В обоих случаях необходимо менять двигатель.

СНИЖЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Снижение давления в нагнетательной линии при неизменном расходе и постоянной осевой нагрузке мо-

жет быть обусловлено тремя причинами.

Во-первых, это может происходить из-за промывов резьбовых соединений элементов бурильной колонны. В этом случае рекомендуется заменить промытые элементы. Второй причиной может быть негерметичность переливного клапана, но нужно убедиться, действительно ли дело в клапане. После подъема следует проверить герметичность клапана на устье, опустив его ниже стола ротора и подав промывочную жидкость. Если после увеличения расхода до рабочего значения через фильтры клапана протекает промывочная жидкость, то необходимо заменить клапан.

И, наконец, третья причина может состоять в нарушении целостности корпусных деталей двигателя (рис. 15). В такой ситуации двигатель, конечно же, необходимо заменить.

СКАЧКИ ДАВЛЕНИЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Если наблюдаются скачки давления в нагнетатель-

ной линии, причем при отрыве от забоя наблюдается рост давления, а при разгрузке на забой — падение давления, то, скорее всего, произошла поломка корпусной детали двигателя и срабатывание верхнего противоаварийного устройства (рис. 16).

Все двигатели «Радиус-Сервис» оборудованы верхним противоаварийным устройством, предназначенным для предотвращения потери в скважине частей двигателя при поломке его корпусных деталей (рис. 17).

Устройство состоит из верхнего переводника, расположенного выше статора двигателя, шпильки, ввернутой в верхний конец ротора, шайбы, установленной на шестигранник шпильки, и гайки, поджимающей шайбу, навернутой на шпильку. В случае поломки каких-либо корпусных деталей, вес частей двигателя ниже слома передается последовательно на вал шпинделя, карданный вал, ротор, шпильку, шайбу, гайку и торец верхнего переводника, при этом переток промывочной жидкости сохраняется, но происходит рост давления.

Если же скачки давления в нагнетательной линии происходят, когда к двигателю приложена осевая нагрузка, то наиболее вероятная причина этого заключается в подклинке опор шарошечного долота. После подъема компоновки в данном случае требуется оценить состояние долота и, при необходимости, заменить его.

СНИЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ Если при снижении механической скорости бурения осевая нагрузка и расход постоянны, а давление

в нагнетательной линии растет, то это может быть связано с изменением буримости пород. Опять же, в данном случае следует свериться с ГТН. Другой причиной снижения механической скорости бурения может являться образование сальника (рис. 18). В этом случае рекомендуется «оторваться» от забоя, увеличить расход промывочной жидкости и расхаживать колонну, чтобы сбить сальник.

Возможно, причина заключается в износе вооружения долота (рис. 19). Или же в том, что вооружение долота не соответствует разбуриваемой породе.

Увеличение осевой нагрузки без роста перепада давления свидетельствует о влиянии сил трения бурильной колонны о стенки скважины, в связи с большим зенитным углом или сложным профилем скважины, в результате нагрузка не доходит до долота. В такой ситуации, если позволяет угол искривления двигателя, рекомендуется проводить бурение с вращением бурильной колонны ротором или верхним приводом буровой установки.

НЕВОЗМОЖНОСТЬ НАБОРА КРИВИЗНЫ В случае отклонения от планируемой интенсивно-

сти набора параметров кривизны ствола скважины наиболее вероятной причиной в отношении двигателя может быть неверно выбранный угол искривления. Для устранения этой ситуации достаточно изменить угол.

ОШИБКИ ПРИ ОЦЕНКЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ НА БУРОВОЙ

С увеличением глубины или зенитного угла скважины реактивный момент может не доходить до ротора,

Рис. 19. Износ долота

что не свидетельствует о неработоспособности двигателя.

Увеличение нагрузки на долото всегда должно сопровождаться ростом давления в нагнетательной линии. Если давление не растет при разгрузке инструмента, значит вся или значительная часть нагрузки приложена не к долоту, а теряется на стенках скважины.

К числу других ложных признаков неработоспособности ВЗД также относятся перетекание промывочной жидкости через двигатель (на поверхности) без вращения вала и свободное вращение вала шпиндельной секции после подъема двигателя из скважины в том случае, если при бурении была проходка. Эти ситуации связаны с зазором в зацеплении ротор-статор двигательной секции, что, в свою очередь, считается нормой для современных двигательных секций, в том числе новых.

ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВОЙ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Буровые насосы должны обеспечивать требуемые подачу и давление в нагнетательной линии. Буровая установка должна быть укомплектована оборудованием для очистки промывочной жидкости, стопором ротора, приспособлением для удержания ведущей трубы от проворота во время направленного бурения и рабочими датчиками и приборами. В число последних входят индикатор веса, манометр в нагнетательной линии и моментомеры на машинных ключах и роторе.

Проходное отверстие в столе ротора должно быть достаточного диаметра для прохождения искривленного двигателя.S