Буровое оборудование и инструмент

Буровое оборудование

   Буровое оборудование состоит из множества взаимосвязанных узлов выполняющих различные функции при бурение нефтяных скважин. Рассмотрим только основное оборудование и элементы позволяющие понять суть и принцип бурения скважин. В качестве забойных двигателей при бурении используют турбобур, электробур и винтовой двигатель, устанавливаемые непосредственно над долотом и передающие ему вращательный момент.

   Турбобур  - это многоступенчатая турбина (число ступеней до 350), каждая ступень которой состоит из статора, жестко соединенного с корпусом турбобура, и ротора, укрепленного на валу турбобура. Поток жидкости, стекая с лопаток статора, натекает на лопатки ротора, отдавая часть своей энергии на создание вращательного момента, снова натекает на лопатки статора и т.д. Хотя каждая ступень турбобура развивает относительно небольшой момент, благодаря их большому количеству, суммарная мощность на валу турбобура оказывается достаточной, чтобы бурить самую твердую породу.
схема турбобура
Турбобур:  а - общий вид; б -ступень турбобура; 1 - вал; 2 - корпус; 3 - ротор; 4 - статор.
   Винтовой двигатель состоит из следующих основных элементов - статора и ротора. Статор изготавливается нанесением специальной резины на внутреннюю поверхность стального корпуса. Внутренняя поверхность статора имеет вид многозаходной винтовой поверхности, а ротор выполняется из стали в виде многозаходного винта с количеством винтовых линий на одну меньше, чем у статора.
буровой винтовой двигатель
Винтовой двигатель:

а - общий вид; б - полости, образуемые между ротором (винтом) и статором;
1 - переводник; 2 - корпус двигательной секции; 3 - статор; 4 - ротор;
5 - карданный вал; 6 - корпус шпинделя; 7 - торцовый сальник;
8 - многорядный радиально-упорный подшипник; 9 - радиально-резино-
металлическая опора; 10 - вал шпинделя.
   Ротор расположен в статоре с эксцентриситетом, благодаря этому, а также вследствие разницы чисел заходов в винтовых линиях статора и ротора их контактирующие поверхности образуют ряд замкнутых полостей - шлюзов между камерами высокого давления у верхнего конца ротора и пониженного давления у нижнего. Шлюзы перекрывают свободный ток жидкости через двигатель, а самое главное - именно в них давление жидкости создает вращающий момент, передаваемый долоту.

Буровой инструмент

Инструмент, используемый при бурении, подразделяется на основной (долота) и вспомогательный (бурильные трубы, бурильные замки, центраторы).
Долота основной буровой инструмент
Долота подразделяются на: лопастные, шарошечные, алмазные и твердосплавные.
эементы лопастного долота
буровое шарошечное долото
элементы алмазного долота
Алмазное долото:

1 - корпус; 2 - матрица; 3 - алмазные зерна.
Шарошечное долото:

1 - корпус с резьбовой головкой;
2 - лапа с опорой; 3 - шарошка.
Лопастное долото:

1 - головка с присоединительной резьбой;
2 - корпус; 3 - лопасть;4 - промывочное отверстие;
5 - твердосплавное покрытие; 6 - режущая кромка.
   Алмазные долота  состоят из стального корпуса и алмазонесущей головки, выполненной из порошкообразной твердосплавной шихты. Центральная часть долота представляет собой вогнутую поверхность в форме конуса с каналами для промывочной жидкости, а периферийная зона - шаровую поверхность, переходящую на боковых сторонах в цилиндрическую.
Алмазные долота бывают трех типов: спиральные, радиальные и ступенчатые. В спиральных алмазных долотах рабочая часть имеет спирали, оснащенные алмазами и промывочные отверстия. Долота этого типа предназначены для турбинного бурения малоабразивных и среднеабразивных пород. Радиальные алмазные долота имеют рабочую поверхность в виде радиальных выступов в форме сектора, оснащенных алмазами; между ними размещены промывочные каналы. Долота данного типа предназначены для бурения малоабразивных пород средней твердости и твердых пород как при роторном, так и при турбинном способах бурения. Ступенчатые алмазные долота имеют рабочую поверхность ступенчатой формы. Они применяются как при роторном, так и турбинном способах бурения при проходке малоабразивных мягких и средней твердости пород.
Применение алмазных долот обеспечивает высокие скорости бурения, снижение кривизны скважин. Отсутствие опор качения и высокая износостойкость алмазов повышают их срок службы до 200...250 ч непрерывной работы. Благодаря этому сокращается число спуско-подъемных операций. Одним алмазным долотом можно пробурить столько же, сколько 15...20 шарошечными долотами.

Твердосплавные долота отличаются от алмазных тем, что вместо алмазов они армированы сверхтвердыми сплавами.
основной буровой инструмент
   При турбинном бурении в качестве рабочей используется промывочная жидкость, двигающаяся с поверхности земли по бурильной колонне к турбобуру. С валом турбобура жестко соединено долото. Оно вращается независимо от бурильной колонны.
схема электробура
   При бурении с помощью электробура питание электродвигателя осуществляется через кабель, укрепленный внутри бурильных труб. В этом случае вместе с долотом вращается лишь вал электродвигателя, а его корпус и бурильная колонна остаются неподвижными. По настоящее время разработано множество конструкций различных типов электробуров. На рисунке представлен один из первых электробуров 1953 года, по которому вы сможете понять суть бурения электробуром.
   Электрический ток поступая в обмотку статора 1, закрепленного на неподвижной оси электробура 2, создает вращающееся магнитное поле, пересекающее токопроводящие стержни 3, залитые в пазах корпуса ротора 4 и накоротко замкнутые с обоих торцов кольцами 5. Стержни и кольца образуют короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя. При пересечение стержней вращающимся магнитным полем в стержнях индуктируется электрический ток, создающий вокруг них магнитное поле, которое взимодействуя с основным магнитным потоком статора увлекает за собой в сторону вращения поля ротор 4. Ротор свободно вращается вокруг неподвижной оси на радиальных подшипниках 6 и 7 и через ниппель 8 соединен муфтой 9 с долотом. Ось электробура является каналом, по которому промывочная жидкость из инструмента направляется к долоту. Смазка радиальных подшипников производится за счет промывочной жидкости.
Электробур: 1 - статор; 2 - вал; 3 - токопроводящий стержень; 4 - ротор; 5 - токопроводящее кольцо; 6, 7 - радиальные подшипники; 8 ниппель; 9 - соединительная муфта.
   Лопастные долота  выпускаются трех типов: двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Под действием нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента - скалывают ее. В корпусе долота имеются отверстия, через которые жидкость из бурильной колонны направляется к забою скважины со скоростью не менее 80 м/с. Лопастные долота применяются при бурении в мягких высокопластичных горных породах с ограниченными окружными скоростями (обычно при роторном бурении).

   Шарошечные долота выпускаются с одной, двумя, тремя, четырьмя и даже с шестью шарошками. Однако наибольшее распространение получили трехшарошечные долота. При вращении долота шарошки, перекатываясь по забою, совершают .сложное вращательное движение со скольжением. При этом зубцы шарошек наносят удары по породе, дробят и скалывают ее. Шарошечные долота успешно применяются при вращательном бурении пород самых разнообразых физико-механических свойств. Изготавливают их из высококачественных сталей с последующей химико-термической обработкой наиболее ответственных и быстроизнашивающихся деталей, а сами зубки изготавливаются из твердого сплава.
                        Содержание

01. Бурение скважин схема буровой установки
02. Буровое оборудование и основной буровой инструмент
03. Компоновка бурильной колонны вспомогательный инструмент
04. Обсадные колонны определение диаметра скважины
05. Таблица параметров обсадных труб и муфт к ним
06. Основные понятия направленного бурения скважин
07. Определение направления скважины
<<<   1   2   3   4   5   6   7    >>>
Добыча нефти УЭЦН OIL-ECN.RU  © 2013-2015 | Буровое оборудование и инструмент |