Презентация на тему "Конструкции забойных двигателей и колонковых снарядов"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Конструкции забойных двигателей и колонковых снарядов

  Доценко Борис Александрович 1

• 
  Слайд 2

  Классификация способов вращательного бурения

  2

• 
  Слайд 3

  Соотношение по способам бурения нефтегазовых скважин в СССР и России

  3

• 
  Слайд 4

  Сравнение способов бурения

  4

• 
  Слайд 5
  

  5

• 
  Слайд 6
  

  6

• 
  Слайд 7

  Классификация гидравлических забойных двигателей (ГЗД)

  По принципу действия рабочего органа Гидродинамические –турбобуры Гидростатические или объемные – винтовые двигатели 7

• 
  Слайд 8
  

  По назначению: ГЗД общего назначения Односекционные турбобуры секционные шпиндельные турбобуры винтовые забойные двигатели редукторные турбобуры турбовинтовые двигатели ГЗД для искривления ствола скважины односекционные турбобуры винтовые забойные двигатели турбобуры-отклонители ГЗД специального назначения турбобуры и винтовые забойные двигатели для ремонта скважин реактивно-турбинные и роторно-турбинные буры (РТБ) для бурения стволов большого диаметра турбобуры и винтовые забойные двигатели для отбора керна другие специальные ГЗД 8

• 
  Слайд 9
  

  По конструктивной схеме: 9

• 
  Слайд 10
  

  По рабочей частоте вращения: Высокооборотные, с частотой вращения от 300 до 600 и более об/мин турбобуры односекционные; турбобуры секционные шпиндельные; Турбобуры-отклонители; буры РТБ Среднеоборотные, с частотой вращения от 150 до 300 об/мин винтовые забойные двигатели редукторные турбобуры турбовинтовые двигатели Низкооборотные, с частотой вращения менее 150 об/мин винтовые забойные двигатели 10

• 
  Слайд 11

  Показатели работы ГЗД

  11

• 
  Слайд 12
  

  12

• 
  Слайд 13

  Особенности турбобуров

  рабочий орган турбобура выполнен в виде многоступенчатой осевой турбины, имеющей лопатки статора и ротора, обтекаемые непрерывным потоком жидкости; взаимодействие между лопатками турбины и жидкостью носит гидродинамический характер, т.е. гидравлические силы, вращающие ротор, возникают в результате изменения величины и направления скорости движения жидкости между лопатками; подвижная часть турбобура - ротор, совершает простое вращательное движение. 13

• 
  Слайд 14

  Компоновка низа бурильной колонны с турбобуром

  14

• 
  Слайд 15

  Классификация

  1.Односекционные: бесшпиндельные; бесшпиндельные типа Т12; бесшпиндельные унифицированные типа ТУ-К; со вставным шпинделем типа ТВШ; с независимым креплением роторов типа ТНК; для бурения скважин большого диаметра типа ТБД. 2.Секционные: бесшпиндельные типа ТС;шпиндельные типа ТСШ; шпиндельные унифицированные типов ТСШ1, 2Т-К и ЗТ-К; шпиндельные типов ТСША и ТДШ, для бурения алмазными долотами; шпиндельные типа АШ с наклонной линией давления; шпиндельные типа АГТШ со ступенями гидродинамического торможения.

• 
  Слайд 16
  

  С плавающими статорами типа ТПС. С независимой подвеской валов секций типа ТНБ. Термостойкие турбобуры типа ТТА для скважин с температурой до 240 °С. Редукторные турбобуры типов ТР. ТРМ и ТСМ. Малогабаритные турбобуры типов ТГ, ТШ и TBI для бурения и ремонта скважин. Турбинные отклонители типа ТО. Турбобуры-отклонители с независимой подвеской валов турбинных секций типа ТO2 Шпиндель-отклонитель типа Ш01. Турбодолота колонковые типа КТД для отбора керна. Керноотборное устройство типа УКТ.

• 
  Слайд 17
  

  По материалам: металлическими цельнолитыми отливкой; металлическими составными точного литья (ТЛ); пластмассовыми составными, в которых металлические ступицы и пластмассовые проточные части.

• 
  Слайд 18
  

  По устройству турбин (требующих различного расхода жидкости): Низколитражные, высоконапорная, имеющие максимальную мощность, большую частоту вращения и значительный вращающий момент; Среднелитражный, развивающие максимальный вращающий момент, среднюю частоту вращения при высоком расходе жидкости; Высоколитражные, имеющие максимальное отношение вращающего момента к частоте вращения, относительно низкую частоту вращения и повышенный расход жидкости.

• 
  Слайд 19

  Класификация

  По числу секций: Односекционные; Многосекционные.

• 
  Слайд 20

  Турбобур

  20

• 
  Слайд 21

  Ступень турбины турбобура

  21

• 
  Слайд 22

  Движение жидкости в турбине турбобура

  С- абсолютная скорость W – относительная (переносная) скорость U – окружная скорость 22

• 
  Слайд 23

  Крутящий момент и эффективный перепад давления на турбине

  M=2πQρZr2nHэф=Z(U/g)(C1U-C2U) Pэф=4π2ρZr2n2 Nэф= QZ(γ/g)(C1U-C2U)Uηг= Hэф/H Nэф – эффективная мощность турбины Hэф– эффективный напор жидкости Q – расход промывочной жидкости ρ – плотность промывочной жидкости Z – количество ступеней турбины r – средний радиус турбины n – частота вращения турбины C1U-C2U – проекции абсолютной скорости жидкости на направление окружной скорости ротора при входе и при выходе. U – окружная скорость ротора γ - удельный вес жидкости 23

• 
  Слайд 24

  Энергетическая характеристика турбобура

  Энергетической характеристикой турбобура называется совокупность зависимостей крутящего момента M, перепада давления P, мощности N и коэффициента полезного действия (КПД) η от частоты вращения вала n, характеризующих режим работы турбобура при заданных значениях расхода Q и плотности ρ бурового раствора. 24

• 
  Слайд 25

  Основные режимы работы турбобура

  холостой, при n = nх, М = 0; экстремальный, при N = Nм оптимальный, при η= ηм тормозной, при n = 0, М = Мт 25

• 
  Слайд 26

  Энергетическая характеристика турбобура

  26

• 
  Слайд 27

  Профили лопаток турбин разной быстроходности

  Наиболее быстроходная турбина Турбина средней быстроходности Тихоходная турбина Турбина нулевой быстроходности - гидротормоз 27

• 
  Слайд 28

  Конструкция односек-ционного турбобура

  28

• 
  Слайд 29

  Осевая опора

  29

• 
  Слайд 30

  Радиальная опора

  30

• 
  Слайд 31

  Редукторный турбобур

  31

• 
  Слайд 32

  Реактивно-турбинные буры

  32

• 
  Слайд 33

  Винтовой забойный двигатель (ВЗД)

  Современные винтовые забойные двигатели относятся к классу одновинтовых объемных роторных гидромашин [3, 5]. Рабочим органом ВЗД является винтовая пара, состоящая из статора и ротора 33

• 
  Слайд 34

  Необходимые условия для работы ВЗД

  Число зубьев статора всегда должно быть на единицу больше, чем число зубьев ротора отношение шагов винтовых поверхностей наружного и внутреннего элементов должно быть пропорционально отношению числа зубьев статора и ротора длина рабочего органа должна быть не меньше шага винтовой поверхности статора профили зубьев наружного и внутреннего элементов должны быть взаимоогибаемыми и находиться в непрерывном контакте между собой в любой фазе зацепления 34

• 
  Слайд 35

  Распределение давления в камерах винтовой пары

  35

• 
  Слайд 36

  Энергетическая характеристика ВЗД

  Энергетической характеристикой винтового забойного двигателя называется совокупность зависимостей частоты вращения вала n, перепада давления P, мощности Nи коэффициента полезного действия (КПД) ηот нагружающего крутящего момента M, характеризующих режим работы ВЗД, при заданных значениях расхода Qи плотности ρ бурового раствора. 36

• 
  Слайд 37

  Основные параметры энергетической характеристики ВЗД

  тормозной (максимальный) крутящий момент Мт частота вращения на холостом режиме (максимальная) nx частота вращения на рабочем режиме nр перепад давления на рабочем режиме Р перепад давления на тормозном режиме Рт перепад давления на холостом режиме Рх максимальная мощность Nм максимальный КПД ηм 37

• 
  Слайд 38

  Основные режимы работы ВЗД

  холостой, при n = nх, М = 0; экстремальный, при N = Nм оптимальный, при η= ηм тормозной, при n = 0, М = Мт 38

• 
  Слайд 39

  Идеальная и реальная характеристики ВЗД

  39

• 
  Слайд 40

  Кинематическое соотношение

  Главным геометрическим параметром, определяющим характеристику ВЗД, является кинематическое отношение i, которое определяется по формуле: i= Z1: Z2 где Z1- число зубьев ротора; Z2 - число зубьев статора. i= 1 : 2, называется однозаходным 40

• 
  Слайд 41

  Влияние заходности рабочего органа на характеристику ВЗД

  I заходность 9:10 IIзаходность 1:2 41

• 
  Слайд 42

  Основные типы винтовых пар

  кинематическое отношение, или заходность рабочей пары; длина активной части рабочего органа (статора) 42

• 
  Слайд 43

  Основные характеристики ВЗД

  рабочий орган ВЗД, выполненный в виде винтовой пары, состоящей из статора и ротора, имеет рабочие камеры, периодически сообщающиеся с входом или выходом, при этом жидкость периодически наполняет каждую камеру или вытесняется из нее; гидравлические силы возникают в рабочем органе в результате действия перепада давления и почти не зависят от скорости движения жидкости в камерах; подвижная часть ВЗД - ротор, совершает сложное планетарно-вращательное движение. 43

• 
  Слайд 44

  Конструкция винтового забойного двигателя (ВЗД)

  44

• 
  Слайд 45

  Узел перепускного клапана

• 
  Слайд 46

  Типы выпускаемых двигателей в габаритах 42-240 мм

  -"Д" - двигатели прямые; -"ДР" - двигатели с регулируемым узлом искривления; -"ДГР" - двигатели с укороченным шпинделем; -"ДВ" - двигатели с повышенной частотой вращения. 46

• 
  Слайд 47

  Керноотборный инструмент

  Керноотборное устройство Бурильная головка Классификация Р1 - колонковый снаряд со съемным керноприемником для роторного бурения; Р2 - колонковый снаряд с не съемным керноприемником для роторного бурения; Т1 - колонковый снаряд со съемным керноприемником для турбинного бурения; Т2 - колонковый снаряд с не съемным керноприемником для турбинного бурения. 47

• 
  Слайд 48

  Типы керноотборных устройств

  Серия «Недра» – для отбора керна в неосложненных условиях; Серия «Кембрий» – для отбора керна из отложений рыхлых, слабосцементированных и трещиноватых пород роторным способом; Серия «Силур» – для отбора керна в отложениях горных пород, осложненных осыпями и обвалами роторным способом; Серия «Тенгиз» – для отбора керна в отложениях горных пород, осложненных нефтегазопроявлениями и поглощениями бурового раствора и высокими коллекторскими свойствами роторным способом; Серия «Риф» для отбора керна из отложений рыхлых, сыпучих, сильно трещинноватых, в том числе рифогенных горных пород с высокими коллекторскими свойствами роторным способом; Серия МАГ – для отбора керна в интервалах залегания твердых солидированных и абразивных пород, в том числе из пород кристаллического фундамента турбинным способом. 48

• 
  Слайд 49

  Общий вид керноотборного устройства серии К

  49

• 
  Слайд 50
  

  50

• 
  Слайд 51
  

  51

• 
  Слайд 52

  Керн

  52

• 
  Слайд 53

  Кернорватель

  Служит для отрыва и удержания керна различных по составу и свойствам горных пород. 53

• 
  Слайд 54
  

  54

• 
  Слайд 55
  

  55