Турбобури для відбору керна типу

КТД зі змінним ґрунтоносом призначені для буріння свердловини з відбором керна турбінним способом без піднімання бурильної колони. колонкові турбодолота випускаються діаметрами 172, 195 і 240 мм та використовуються з бурильними головками різних типорозмірів.

Односекційне колонкове турбодолото КТД3-240-269/48 (рисунок 5.12) за конструкцією аналогічне турбобуру Т12М3Б-240, але відрізняється від нього пустотілим валом, всередині якого встановлюється ґрунтонос із спеціальним буртом у верхній частині для захоплення шліпсом при необхідності його піднімання. Посадка грунтоноса здійснюється по конічній поверхні в нерухомій опорі, жорстко з¢єднаній з корпусом турбодолота. В процесі відбору керна ґрунтонос притискується до опори під дією перепаду тиску. Сили тертя, що виникають на конічній поверхні, запобігають обертанню грунтоноса. У верхній частині грунтоноса передбачений клапан для перепускання бурового розчину з колонкової труби у зазор між валом і ґрунтоносом при надходженні керна в трубу. В нижній частині грунтоноса міститься кернорвач, який утримує керн, що надходить до колонкової труби при роботі бурильної головки.

1 – перехідник корпусу; 2 – ґрунтонос; 3 – вал; 4 – корпус; 5 – ротор; 6 – статор; 7 – ліхтар; 8 – ніпель; 9 – перехідник вала.

Рисунок 5.12 – Схема колонкового турбодолота КТД3-269/48

 

Роторно турбінні та реактивно турбінні бури

Роторно-турбінні бури 1РТБ (рисунок 5.13) призначені для буріння вертикальних свердловин діаметрами 394-640 мм. Роторно-турбінні бури 1РТБ-394, 1РТБ-445, 1РТБ-490, 1РТБ-590 та 1РТБ-640 ідентичні за конструкцією і відрізняються геометричними розмірами вузлів та деталей, а також типорозмірами використовуваних турбобурів і доліт.

1 – перехідник бурильної колони; 2 – палець; 3 – корпус траверси; 4 – ніпель; 5 – турбобур; 6 – хомут верхній; 7 – вантаж верхній; 8 – вантаж середній; 9 – вантаж нижній; 10 – втулка розрізна; 11 – плита; 12 – упорне нерухоме кільце турбобура; 13 – хомут; 14 – стяжка; 15 – перехідник долота; 16 – долото.

Рисунок 5.13 – Схема роторно-турбінного бура і РТБ

 

14 Робоча характеристика турбіни турбобура

Робоча характеристика турбобура

Робота турбіни характеризується частотою обертання вала, моментом, потужністю, перепадом тиску і коеф корисної дії. Залежність цих параметрів від частоти обертання при постійній об’ємній витраті визначає характеристику турбіни.

При макс потужності режим – екстремальний; при макс ККД – оптимальний; при М=0 і н=макс – холостий хід, при м=макс і н=0 – гальмівний режим.

 

19 Характеристика гвинтового вибійного двигуна

Головною характеристикою двигуна є залежність моменту від визначаючого параметру. В об’ємних двигунах крутний (обертовий) момент залежить від перепаду тиску в двигуні. Тому робоча характеристика гвинтового двигуна подається як залежність перепаду тиску, швидкості обертання вихідного вала, потужності і коефіцієнта корисної дії від моменту опору, який долає вал двигуна при його різному навантаженні.

a-режим холостого хода (М=0, n=max) б-оптимальний режим ( h _г=max); в-екстремальний (ефективний) режим (N=max), г-гальмівний режим (n=0,M=max).

На характеристиці можна виділити режим холостого ходу, оптимальний, екстремальний або ефективний і гальмівний режими. Режим холостого ходу спостерігається при відсутності моменту на вихідному валу. При цьому режимі відбувається запуск двигуна. Частота обертання вала в холостому режимі максимальна.

Режим, що відповідає максимуму коефіцієнта корисної дії, називається оптимальним.

Режим максимальної потужності називають екстремальним або ефективним. У гвинтових вибійних двигунів екстремальний і оптимальний режими не співпадають. Зона стійкої роботи двигуна знаходиться між оптимальним і екстремальним режимами. У цій зоні швидкість обертання вала двигуна перевищує на 20-25% номінальну.

Збільшення навантаження на долото після досягнення екстремального режиму призводить до гальмування вала двигуна і різкого погіршення його характеристик.

Характер зміни і від моменту при будь-якій витраті промивальної рідини залишається приблизно однаковим.

 

Турбогвинтові двигуни.

Турбогвинтовий двигун включає три основні вузли: шпиндель, турбінну секцію і гвинтовий двигун. У залежності від поставлених технологічних задач можуть використовуватися такі варіанти компоновки:

а) шпиндель і гвинтовий модуль;

б) шпиндель і турбінна секція та гвинтовий модуль;

в) турбінна секція та гвинтовий модуль.

Модульні турбогвинтові двигуни органічно поєднують стабільність енергетичної характеристики в часі та високу жорсткість лінії моментів, що забезпечує досягнення вищих показників роботи доліт, ніж при використанні турбобурів або гвинтових двигунів Модульні турбогвинтові двигуни випускають таких типів:

Модульні турбогвинтові двигуни типу ТВД

Універсальні турбогвинтові двигуни типу ТПС-У Турбогвинтовий двигун компенсується взаємозамінними двома або трьома турбінними секціями з плаваючими статорами (ТПС), перетворювачем частоти обертання вихідного вала(гвинтового модуля) та шпиндельною секцією з осьовою опорою.

Уніфіковані модульні турбогвинтові двигуни 2ТУ – 240КД з покращеними енергетичними та експлуатаційними характеристиками комплектуються взаємозамінними уніфікованими модулями. Верхня секція двигуна є активним гальмівним модулем, що вміщує в одному корпусі турбінну секцію і робочі органи гвинтового двигуна, які з’єднанні з допомогою зйомного торсіона. Особливістю гальмівного модуля є його повна взаємозамінність із серійною секцією. Верхня секція також оснащена турбінами зменшеної ваги. Основна особливість турбогвинтових двигунів полягає у можливості переходу гвинтової пари з режиму роботи двигуна(ДР) в насосний режим(НР) і навпаки. В режимі роботи двигуна джерелом механічної енергії є тиск, створений буровим насосом, а в насосному режимі – механічна енергія, що подається з вала турбінної секції

До недоліків турбогвинтових двигунів слід віднести значну (у порівнянні з ГВД) довжину, що ускладнює їх використання при бурінні горизонтальних та сильно викривлених свердловин. Турбогвинтові двигуни мають також низький К.К.Д.(0,2 – 0,3).

Турбогвинтові двигуни застосовують при температурах до 120 ºС і промиванні свердловини буровими розчинами густиною до 1700 кг/м³ та об¢ємним вмістом вуглеводневих сполук до 5 %. Турбогвинтові двигуни використовують для буріння вертикальних свердловин суцільним вибоєм та з відбором керна, а в компоновці із шпинделем-відхилювачем – для проходження викривлених ділянок свердловин.

 

Характеристика електробура.

Експлуатація електробурів.

Електробур – це вибійний буровий двигун, який перетворює електричну енергію в механічну на вихідному валу. На рис. 4.12 наведена ти­пова характеристика зміни крутного моменту електробура М в зале­жності від ковзання S при незмінній напрузі на затискачах двигуна.

Для роботи двигун розраховується по номінальному моменту, якому відповідає номінальна паспортна потужність двигуна.

Права частина кривої від максимального моменту називається робочою областю, а ліва частина — пусковою областю характерис­тики.

 

Електробури привозяться на бурову у зібраному вигляді. Підготовка електробура до буріння заклечається у виконанні таких обов’язкових операцій перед кожним спуском в свердловину. Величина люфта не повинна перевищувати 1,5мм. Різьбові з’єднання перевіряються шляхом зовнішнього огляду. В справному електробурі протікання масла і рухомість різьбових з’єднань не допускається. При виявленні несправності електробур відправляють в майстерню. Перед опусканням електробура в свердловину перевіряють наявність масла всередині електробура манометричним способом(з допомогою манометра). Мінімальний тиск в компенсаторі двигуна повинен бути не менше 0,1 МПа. Після встановлення електробура на елеватор перевіряють опір ізоляції обмотки статора відносно корпуса. Опір ізоляції і тиск масла заміряні на буровій не повинні значно відрізнятися від величин записаних в рейсовому паспорті. До спуска електробура в свердловину необхідно перевірити направлення обертання його валу спостерігаючи за обертанням вала шпинделя. Обертання повинно бути за годинниковою стрілкою, якщо дивитися зверху.. Після нарощування кожної свічки або бурильної труби, коли бурильна колона встановлюється на елеватор чи клини, перевіряють опір ізоляції на корпус системи струмопідвід-електробур. Ведуча труба попередньо згвинчена з струмоприймачем і вертлюгом знаходиться в струмопідводу іноді обриваються струмопідвідні жили і тому при спуску час від часу перевіряють опір ізоляції обидвох жил-контактів. Різке збільшення опору ізоляції однієї з жил свідчить про її обрив. Необхідно знайти і видалити дефектну трубу.Електробур, опущений в свердловину, включають тільки при циркуляції промивальної рідини і без осьового навантаження на долото. Пуск електробура під навантаженням заборонений. При бурінні електробуром можливе застосування будь-якого розчину і повітря. Проте при промивці керованими розчинами спостерігаються часті пробої струмопідводу. При продуванні повітрям електробур охолоджується менш інтенсивно, тому рекомендують бурити при напругах на дизельних двигунах на 15% нижче від номінального.При бурінні електробуром доцільно використовувати замість ручної подачі долота автомати подачі долота.Електробур, який поставляється на бурову, має рейсовий паспорт. При відправці електробура рейсовий паспорт, підписаний буровим майстром, направляється на ремонтну базу.Всі роботи по регулюванню і ремонту електробурів проводять в спеціальних майстернях зі спеціальними інструментами на кожний тип електробура