Главная » Статьи » Телеметрия и Наклонно-направленное бурение

Винтовые забойные двигатели: конструктивные особенности,     эксплуатация;

Винтовые забойные двигатели: конструктивные особенности,     эксплуатация;

  

 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ВИНТОВЫХ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

 

 Винтовые забойные двигатели относятся к машинам объёмного (гидростатического) действия. По принципу действия ВЗД представляет собой планетарно-роторную гидравлическую машину объёмного типа с внутренним косо-зубым зацеплением.

ВЗД состоит из следующих основных узлов и деталей:

  • двигательной секции: включающей в себя ротор и статор;
  • шпиндельной секции: включающей в себя многорядную упорнорадиальную опору, радиальные опоры и торцевой сальник;
  • переливного клапана, соединительных и рабочих переводников.

 Стальной статор внутри имеет привулканизированную резиновую обкладку с винтовыми зубьями левого направления. На стальном роторе, с хромированным покрытием, нарезаны зубья также левого направления. Число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев статора. Специальный профиль зубьев ротора и статора обеспечивает их непрерывный контакт между собой, образуя на длине шага статора еденичные рабочие камеры.

Промывочная жидкость, поступающая в двигатель от насосов, может пройти к долоту только в том случае, если ротор проворачивается относительно статора, обкатываясь под действием неуравновешенных сил.

 Ротор, совершая планетарное движение, поворачивается по часовой стрелке (абсолютное движение), в то время как геометрическая ось ротора перемешается относительно оси статора против часовой стрелки (переносное движение).

За счёт разности в числах зубьев ротора и статора (передаточное соотношение в зависимости от типа ВЗД может быть 9/10, 6/7) переносное движение редуцируется в абсолютное с передаточным числом, что обеспечивает сниженную частоту врашений и высокий крутящий момент на валу двигателя.

 Шпиндельная секция служит для передачи осевого усилия с бурильных труб на долото, восприятия гидравлической нагрузки и реакции забоя, снижения радиальных колебаний долота.

Переливной клапан предназначен для слива промывочной жидкости из бурильных труб при подъёме колонны и заполнении бурильной колонны при спуске в скважину.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

 Винтовой забойный двигатель доставляется на буровую в собранном виде с навернутыми предохранительными пробками.

 Перед пуском в работу двигатель должен быть подвержен наружному осмотру. Особое внимание следует обратить на отсутствие трещин и вмятин на статоре и корпусе шпинделя, на состояние присоединительных резьб к бурильным трубам и к долоту, а также на плотность свинчивания промежуточных резьб, соединяющих корпусные детали двигателя.

 Двигатель должен эксплуатироваться, если в качестве промывочной жидкости используется техническая вода или глинистый раствор плотностью не более 2*10 кг/м3 с содержанием песка не более 2% по весу, размером твердых частиц не более 1 мм., при забойной температуре не выше +100 ºС. Повышенное содержание твердых частиц в промывочной жидкости приведёт к быстрому износу рабочих органов (ротор-статор). Повышение температуры в призабойной зоне влияет на прочность эластомера (резиновой обкладки) статора и понижает ресурс двигателя. Буровой раствор, содержащий реагенты на углеводородной основе приводит к набуханию резиновой обкладки (эластомера) статора и преждевременному выходу  из строя двигателя. Дифференцальное давление, превышающее рекомендуемое максимальное рабочее значение на приводе объёмного двигателя, сокращает срок работы статора.

При эксплуатации винтовых забойных двигателей необходимо следить, чтобы количество осадка в приёмных мерниках буровых насосов не превышало 25% от объёма мерников и под ведущую бурильную трубу (квадрат) и УБТ был установлен фильтр.

 

 

 

ПОДГОТОВКА ДВИГАТЕЛЯ К РАБОТЕ И ПОРЯДОК РАБОТЫ

 

 Для снижения случаев зашламления двигателя через шпиндель при заполнении инструмента буровым раствором при последнем долблении, перед началом бурения объёмным гидравлическим двигателем, рекомендуется проциркулировать раствор в скважине с целью выноса шлама на поверхность (особенно при отсутствии переливного клапана в конструкции двигателя).

 

Допустимые величины радиального и осевого люфта вала шпинделя, давление запуска.

 

Люфт вала шпинделя

после ремонта

Мм.,не более

Допустимый люфт вала

при работе

Мм.,не более

Давление запуска на устье

Мпа,(кгс/см),не более

Осевой

радиальный

осевой

радиальный

после ремонта

при работе

0-0,1

0-0,1

6-7

3,0

2,5(25)

5,0(50)

 

При температуре воздуха ниже 273ºК (0ºС) запуску двигателя должен предшествовать его прогрев в скважине на глубине 100 м. в течении 1 часа.

 При проверке двигателя на запуск одновременно следует провести визуальный контроль по работе переливного клапана. При подаче промывочной жидкости в двигатель клапан должен закрыться. При прекращении подачи клапан должен открыться.

 При спуске двигателя в скважину заполнение бурильных труб промывочной жидкостью происходит через переливной клапан. При спуске без клапана или с обратным клапаном необходимо производить постоянный долив жидкости в бурильную колонну, для исключения:

  • попадание шлама в двигатель через долото и шпиндель;
  • холостого вращения ротора двигателя т.к. при заполнении инструмента через двигатель возможен отворот внутренних резьб в ВЗД и долота.

 Во избежании попадания шлама в двигатель запрещается подходить к забою скважины при отсутствии циркуляции промывочной жидкости.

 Под ведущую бурильную трубу следует обязательно устанавливать фильтры с отверстиями диаметром 5-6 мм., длиной 1.5-2.0 м. для исключения попадания крупного шлама и других механических предметов в рабочие механизмы ВЗД.

 Запуск двигателя ударами о забой запрещается. Разрешается запуск двигателя на забое вращением инструмента с одновременным прокачиванием жидкости.

 При выборе рациональных параметров режима бурения ВЗД необходимо учитывать следующее:

  • с увеличением расхода промывочной жидкости, при постоянной осевой нагрузке, скорость вращения долота повышается, что приводит к увеличению механической скорости бурения.
  • С увеличением осевой нагрузки и момента на долоте, при постоянном расходе промывочной жидкости, возрастает перепад давления и снижается скорость вращения долота, при этом по определению величины осевой нагрузки наблюдается рост механической скорости бурения.
  • При экстремальной величине осевой нагрузки (режим эксплуатации ВЗД приближается к тормозному) ресурс двигателя понижается. Следует избегать остановок двигателя на забое т.к. при прекращении вращения ротора (тормозной режим определяется по резкому скачку давления) протекающая через двигатель жидкость может серьёзно повредить резиновую обкладку статора. В случае остановки двигателя необходимо произвести отрыв ВЗД от забоя до восстановления рабочих параметров на двигателе.

Запрещается запуск ВЗД на забое в нагруженном состоянии.

 Во избежании левого вращения инструмента под действием реактивного момента двигателя ведущая бурильная труба должна быть зафиксирована от проворота в роторе.???

 При определении КНБК С ВЗД необходимо помнить, что наваривание каких-либо элементов на корпус двигателя недопустимо.

 При бурении винтовым забойным двигателем необходимо:

  • приработку нового долота вести с пониженной осевой нагрузкой, согласно руководству по эксплуатации данного типа долота;
  • подачу бурового инструмента производить плавно, без рывков. Инструмент следует периодически проворачивать.
  • Не допускать резонансных явлений. В случае появления интенсивных вибраций бурильной колонны необходимо изменить нагрузку на долото.

 При критической отработке опор долота, сопровождающейся заклиниванием шарошек, сигналом для подъёма может служить повторяющееся резкое повышение давления в нагнетательной линии, происходящее даже при пониженных осевых нагрузках.

 

ТРЕБОВАНИЯ  БЕЗОПАСНОСТИ

 

 При предельно допустимых осевых нагрузках на долото или в случае перехода в пласт, представленный вязкими породами, возможна остановка двигателя и резкое повышение давления в нагнетательной линии. Во избежании порыва диафрагмы насоса буровой инструмент следует приподнять промыться в течениии нескольких минут для очистки долота, а затем осторожно опустить на забой и продолжить бурение при более низкой осевое нагрузке.

 Опробование переливного клапана необходимо производить, опустив его ниже стола ротора, для того, чтобы в момент его открытия и закрытия промывочная жидкость не попадала на буровую площадку.

 

 

 

 

 

ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

 

Характер неисправностей

Причина неисправностей

Методы устранения

Незапуск двигателя над устьем (или пуск при давлении более 5,8Мпа(60 кгс/см)

а) большой натяг в рабочей паре

б) отслоение или повреждение резиновой обкладки статора

в) неисправлен шпиндель

Смените двигатель

 

 

Смените двигатель

 

 

Смените двигатель

Повышенное давление в нагнетательной линии при работе двигателя в скважине (при отрыве от забоя давление не снижается)

а) кривизна канала статора более 0,5 мм.

б) засорение фильтра

в) зашламование двигателя

г) попадание посторонних предметов в рабочую пару и повреджение эломастера статора

д) поломка и заклинивание осевой и радиальных опор

Смените двигатель

 

 

Прочистите фильтр

Смените двигатель

 

Смените двигатель

 

 

 

 

Смените двигатель

Снижение механической скорости проходки: двигатель плохо принимает осевую нагрузку

а) износ рабочих органов (ротора и статора)

б) износ осевой и радиальных опор шпинделя

в) проворот пакета опор в шпинделе из-за неправильной регулировки

г) негерметичность переливного клапана

Смените двигатель

 

 

Смените двигатель

 

 

Смените двигатель

 

 

 

Смените клапан

Снижение давления в нагнетательной линии, остановки двигателя при осевом нагружении, отсутствие проходки

а) промыв переливного клапана, износ рабочих органов

б) выход из строя торсиона (расцепление ротора с валом шпинделя

в) негерметичность (промыв) в резьбовых соединениях бурильной колонны

г) поломка деталей двигателя (полумуфта ротора, торсион, вал, детали шпинделя)

Смените клапан

 

 

Смените двигатель

 

 

 

Проверьте инструмент и замените промытые бурильные трубы

 

Смените двигатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Турбинные забойные двигатели: конструктивные особенности, эксплуатация;

      УСТРОЙСТВО И РАБОТА

ТУРБОБУРОВ 3ТСШ1-195, 3ТСШ1-240, Т12РТ-240

 

  Турбобур 3ТСШ1-195 представляет собой 3-х секционный гидравлический забойный двигатель, осевая опора которого вынесена в отдельный узел - шпиндельную секцию.

 В шпиндельной секции устанавливается 25-ступенчатая резино-металическая осевая опора-пята непроточного типа, воспринимающая гидравлическую нагрузку (определяемую перепадом давления на турбине и долоте) и нагрузку массы вращающихся деталей турбобура (вала, системы роторов), а также реакцию забоя. Преобладающей нагрузкой является гидравлическая. В шпиндельной секции установлены две радиальные нижние опоры для снижения амплитуды радиальных колебаний долота.

 В каждой турбинной секции устанавливается цельнолитые турбины и радиальные опоры.

 На валах шпиндельной и турбинной секции детали крепятся с помощью полумуфт на малоконусной резьбе с внутренним упорным торцом.

 Соединение валов шпиндельной и турбинных секций осуществляется с помощью конусно-шлицевых полумуфт (верхней и нижней).

 Устройство турбобура 3ТСШ1-240 аналогично 3ТСШ1-195 (используется в 1-2-х секционном исполнении).

 Турбобур односекционный Т12РТ-240 представляет собой гидравлический забойный двигатель, преобразующий гидравлическую энергию потока промывочной жидкости в механическую энергию вращения вала.

 В турбобуре устанавливается многоступенчатая турбина осевого типа и радиальные резинометаллические опоры.

 Гидравлическую нагрузку, массу вращающихся деталей и реакцию забоя воспринимает многорядная резинометаллическая осевая опора проточного типа, расположенная над торцом.

 

ПРОВЕРКА ТУРБОБУРОВ ПЕРЕД СПУСКОМ В СКВАЖИНУ

 

 При поступлении турбобура 3ТСШ1-195 на буровую перед сборкой (соединением) секций производится его внешний осмотр и проверка качества сборки (регулировки) турбобура для исключения спуска в скважину некачественно собранного турбобура.

 Турбобур с видимыми внешними дефектами (вмятины и трещины на корпусах, задиры на соединительных резьбах переводников, корпусов и валов) в бурении не допускается.

 Для предотвращения засорения турбобура под ведущую трубу (квадрат) установить фильтр длиной 1.5-2.0 м. с диаметром отверстий 5-6 мм.

 Произвести инструментальный обмер качества сборки турбобура с помощью глубиномера (с погрешностью измерения 0,1 мм.), в соответствии с регламентом по контролю ресурса турбобура. Результаты контроля Кс, Кр в мм. зафиксировать в буровом журнале. Контроль осевого люфта турбобура производиться по каждой секции в порядке их соединения и должен быть равен 14-16 мм.

 Проверить осевой люфт вала 3ТСШ1-195, ТСШ-240, Т12рт-240 необходимо следующим образом: поставить турбобур на стол ротора и измерить расстояние А1 от торца переводника до нижнего торца наддолотного переводника. Приподнять турбобур над столом ротора и измерить расстояние А2.

Определить осевой люфт по формуле:

А=А2-А1

 Проверка работоспособности турбобура производить на роторе путём прокачки промывочной жидкости. Турбобур должен запускаться при давлении 2.0 МПа (20 кгс/см.), при этом вал турбобура должен вращаться равномерно без рывков. При прекращении подачи промывочной жидкости вал турбобура должен плавно остановиться. Резкая остановка свидетельствует о наличии большого трения в турбобуре. Для приработки трущихся деталей рекомендуется производить обкатку турбобура в течении 3-5 минут.

 Турбобур 3ТСШ1-195 (собранный с шшпинделем), ТСШ-240, Т12-240 считается пригодным для работы, если:

  • осевой люфт вала турбобура находиться в пределах 0-2 мм.
  • турбобур запускается при давлении 2.0 Мпа (20 кгс/см.)
  • все резьбовые соединения герметичны при рабочей производительности насосов.

 

Категория: Телеметрия и Наклонно-направленное бурение | Добавил: Joni (20.04.2017)
Просмотров: 2343 | Теги: Забойные, Винтовые, КОНСТРУКТИВНЫЕ, особенности, Двигатели, эксплуатация | Рейтинг: 0.0/0
Похожие материалы
Всего комментариев: 0
avatar
Investigationes
CHARLES S. ANDREWS
3139 Brownton Road
Long Community, MS 38915



+7 986 9750184 102-Rus@mail.ru
Mirum
sample map