Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Оборудование и инструмент для бурения скважин

ЛЕКЦИЯ №10

 

При бурении вращательным способом помимо передачи разрушающему инструменту вращательного движения необходимо обеспечить достаточный нажим на горную породу, а также создать условия для удаления с забоя продуктов разрушения. Для осуществления этих функций применяют следующее оборудование: ротор или забойный двигатель, вертлюг с буровым шлангом, буровой насос и силовой привод.

Ротор – это редуктор, поддерживающий колонну бурильных труб и передающий ей вращение от горизонтального вала трансмиссии. Станина ротора воспринимает все нагрузки, возникающие в процессе бурения и при спускоподъемных операциях. Стол ротора вращается на подшипниках качения. В разных конструкциях роторов диаметр отверстия в столе изменяется от 360 до 1260 мм, допустимая статическая нагрузка на стол – от 1250 до 8000 кН, максимальная частота вращения стола от 20 до 350 об/мин. При необходимости предупредить вращение бурильной колонны от действия реактивного момента ротор застопоривается защелкой. Скорость вращения ротора изменяют при помощи передаточных механизмов лебедки. В ряде случаев применяют индивидуальный привод к ротору, не связанный с лебедкой.

Вертлюг соединяет талевую систему с бурильной колонной, обеспечивая при этом вращение подвешенной на крюке колонны и подачу в неё промывочной жидкости. Вертлюг состоит из двух узлов: невращающейся части, которая подвешивается к подъемному крюку, и вращающейся части, к которой подвешивается бурильная колонна. В разных конструкциях вертлюгов их масса изменяется от 2200 до 5670 кг, а максимальная допускаемая нагрузка от 2500 до 5000 кН. Для соединения с бурильным инструментом на нижний коней ствола вертлюга навинчивается переводник с левой резьбой.

При бурении скважин на море, наклонно-направленных и горизонтальных скважин все чаще используется принципиально новый тип оборудования – верхний привод (силовой вертлюг), который выполняет функции крюка, вертлюга, ротора и механических ключей. При его использовании не требуется ведущая бурильная труба. Преимущества верхнего привода: экономия времени в процессе наращивания труб; уменьшение вероятности прихватов бурового инструмента; Повышение точности проводки скважин; снижение вероятности выброса флюида из скважины через бурильную колонну.

Буровые насосы предназначены для подачи под давлением промывочной жидкости в скважину. Для бурения используются горизонтальные двухцилиндровые поршневые насосы двойного действия (дуплексы) и трехцилиндровые поршневые насосы одностороннего действия (триплексы).

Схема работы бурового насоса: кривошипно-шатунный механизм придает возвратно-поступательное движение поршню внутри цилиндра. Всасывающие клапаны и всасывающий трубопровод соединены с растворной емкостью. Нагнетательные клапаны и напорная линия соединены с компенсатором давления. При движении поршня вправо в левой части цилиндра создается разряжение (вакуум). Левый всасывающий клапан открывается, и раствор под действием атмосферного давления поступает из резервуара в цилиндр. Одновременно раствор из правой полости цилиндра вытесняется в напорную линию через правый нагнетательный клапан. При обратном движении поршня всасывание происходит в правой полости цилиндра, а нагнетание – в левой. Таким образом, при движении поршня в какую-либо сторону в одной части цилиндра происходит всасывание, а в другой – нагнетание раствора, т.е. наблюдается двойное действие насоса.

 

Таблица 10.1

Параметры двух типов буровых насосов

 

Показатели УНБ-600А УНБТ-750
Мощность, кВт    
Число цилиндров, шт    
Максимальное число ходов поршня в минуту    
Длина хода поршня, мм    
Максимальное давление на выходе, МПа    
Максимальная подача, л/с    
Проход коллектора, мм: входного выходного    

 

Подача насоса – это количество промывочной жидкости, подаваемое насосом в единицу времени. Максимальную подачу 60 л/с и максимальное давление на выходе 53 МПа развивает насос УНТБ 1600, имеющий массу 35800 кг. В состав нагнетательной линии бурового насоса входят: нагнетательный трубопровод, компенсаторы, задвижки и стояк. На горизонтальном участке трубопровода монтируются магистральные и пусковые задвижки, предохранительная пластина, датчики давления и расхода бурового раствора.

Циркуляционная система служит для сбора и очистки бурового раствора, приготовления его новых порций и закачки очищенного раствора в скважину. Она включает в себя кроме буровых насосов систему отвода использованного раствора от устья скважины, механические средства отделения от раствора выбуренной породы, емкости для химической обработки раствора, накопления и отстоя очищенного раствора, блок приготовления свежего раствора.

Стояк – вертикальный участок нагнетательного трубопровода – в верхней части имеет горловину с фланцем для присоединения бурового шланга, в нижней части патрубок с задвижкой для присоединения промывочных агрегатов.

Компенсатор (воздушный колпак) служит для уменьшения колебаний давления, вызываемых неравномерностью подачи насосом промывочной жидкости. Компенсатор – это резервуар, в котором воздушная подушка является своеобразной пружиной, сглаживающей пульсации давления.

Из нагнетательной линии промывочная жидкость поступает в гибкий буровой шланг и далее через ствол вертлюга к вращающимся бурильным трубам. Буровой шланг состоит из нескольких слоев резины, прорезиненной ткани и металлических плетенок. Буровые шланги выпускаются длиной до 18 м, диаметром до 100 мм и рассчитаны на давление до 10 МПа. Для более высоких давлений используются металлические рукава, состоящие из отдельных шарнирно соединенных секций.

Силовой привод – это совокупность двигателей, регулирующих их работу устройств и передающих энергию к исполнительным механизмам буровой установки. Привод основных исполнительных механизмов – лебедки, буровых насосов и ротора называется главным приводом. В зависимости от вида двигателя и типа передачи он может быть электрическим, дизельным, дизель-гидравлическим, дизель-электрическим и газотурбинным.

Дизельный привод применяется в районах, не обеспеченных электроэнергией. Основной их недостаток – отсутствие реверса. Дизель-гидравлический привод содержит встроенный между дизелем и трансмиссией промежуточный механизм – турбопередачу. Применение турбопередачи обеспечивает плавность и устойчивость работы.

Наибольшим преимуществом обладает привод от электродвигателей постоянного тока, который удобен в управлении и может плавно изменять режим работы лебедки или ротора в широком диапазоне нагрузок.

В процессе бурения основная часть мощности потребляется буровыми насосами и ротором, а в процессе СПО – лебедкой и компрессором. Во время СПО привод имеет резко переменную нагрузку – от нулевой до максимальной. Поэтому силовой привод должен обладать способностью приспосабливаться к изменениям нагрузок и скорости работы исполнительных механизмов.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Роль налогов в формировании финансов государства | 
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 675; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.