Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ





 

Одновременно с ростом моментоемкости долот повышаются и требования к несущей способности шарнирных соединений, а также к прочности корпусных деталей ГЗД. Одним из способов решения данной проблемы является применение новых сталей с улучшенными механическими свойствами. В 2011 году для изготовления деталей шарниров мы освоили новую высоколегированную сталь, характеризующуюся повышенной прочностью и пластичностью (табл.1). Новая сталь обладает хорошей прокаливаемостью и не имеет зоны повышенной хрупкости при твердости свыше

360 НВ, ее прочность при этом выше на 22%, ударная вязкость — выше на 25%.

В конце прошлого года были заключены несколько договоров с ведущими мировыми производителями труб на поставку холоднодеформированных заготовок для остовов статоров ВЗД. Использование холоднодеформированной трубы позволяет получить лучшее сочетание прочности и ударной вязкости за счет внутренней структуры металла. В настоящее время статоры основных габаритов ВЗД-172, 178, 127, 95 мм изготавливаются из холоднодеформированной трубы. Для работы в агрессивных средах на предприятии

используется технология изготовления роторов с поверхностным упрочнением твердым сплавом методом высокоскоростного напыления. Это увеличивает стоимость секций рабочих органов, но вместе с тем кратно повышает ресурс их работы. Аналогичное упрочнение используется для деталей радиальных и осевых резинометаллических опор. Для бурения верхних интервалов скважин в условиях высокого содержания абразива проводится упрочнение лопаток первых ступеней турбин турбобуров. Промысловые испытания показали, что стойкость напыленных турбин кратно превышает стойкость аналогичных турбин без покрытия.

НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОФИЛИРОВАНИЮ И ИЗГОТОВЛЕНИЮ ТУРБИН

Снижение гидравлических потерь на данный момент — основной метод повышения эффективности работы турбобура. Режим работы турбины с минимальными потерями называется безударным. При постоянном сечении лопатки по высоте безударный режим осуществляется только на среднем диаметре D2 лопаточного канала (рис. 3). В остальных сечениях возникают вихревые потери из-за несоответствия углов скоростей жидкости и углов наклона лопаток. Применение переменного (закрученного) профиля лопаток позволяет обеспечить безударный режим работы по всем сечениям, что приводит к значительному снижению гидравлических потерь и повышению КПД. Для отработки профилей новых турбин в настоящее время проектируются электронные модели роторов и статоров. Опытные модели изготавливаются и полимерного материала на 3D-принтере для снятия стендовой характеристики. На рис. 4 и 5 показаны сравнительные энергетические характеристики выпускаемых турбин в габаритах 178 и 195 мм в пересчете на турбинную секцию при расходе 32 л/с. За счет переменного профиля лопаток

КПД новых турбин Т5-178 и Т5-195 при максимальной эффективной мощности составил 65 и 72% соответственно. Для повышения технико-экономических показателей при использовании турбобуров все новые турбины проектируются низкоциркулятивными, т.е. с растущей к тормозу линией давления. Это дает возможность подбирать оптимальный режим бурения по дифференциальному перепаду давления.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ, АРМИРОВАННЫХ ВСТАВКАМИ PDC

Для работы с турбинами повышенной мощности необходимо использовать шпиндельную секцию, способную воспринимать высокие осевые нагрузки при высокой, до 3000 об/мин, частоте вращения. Наиболее подходящим для работы в подобных условиях является подшипник скольжения, рабочие поверхности которого армированы вставками PDC. Обработанный с высоким качеством поверхности синтетический алмаз имеет малый коэффициент трения и выдерживает высокие удельные нагрузки. Для лучшего отвода тепла от элементов PDC при высоких скоростях вращении буровой раствор в шпинделе направлен не по внутреннему отверстию вала, а по периферии, через элементы подшипника, и проходит через вал уже после подшипника. Для уменьшения утечек через ниппель перед нижней радиальной опорой размещается лабиринтное уплотнение. Наиболее показательные результаты работы высокооборотного турбобура с опорой PDC в этом году были получены в Китае. Турбобур 2ТСШ-178Т с импрегнированным долотом производства SMITH отработал 330 ч в интервале 2645–3600 м. Средняя механическая скорость при бурении составила 2,5–3,2 м/ч, что примерно в два раза выше, чем при бурении аналогичного интервала ротором с шарошечным долотом. Кратно выше оказалось и время работы долота, что позволило сэкономить время на спускоподъемных операциях. После окончания бурения интервала турбобур находился в рабочем состоянии, осевой и радиальный люфты составили 1,5 мм. Осевые опоры, армированные вставками PDC, успешно используются и в конструкции шпинделя ВЗД. В 2009–2010 годах в ОАО «УПНПиКРС» были проведены промысловые испытания двигателя ДР3-95С с опорой PDC. За время испытаний наработка на опору составила 298 ч. В настоящее время аналогичная конструкция опор применяется в двигателях диаметром 106 и 127 мм.

ФИЛЬТРЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ГЗД

При анализе отказов ГЗД большой объем занимают случаи шламования. Для снижения количества подобных отказов специалисты ВНИИБТ-БИ разработали и внедрили конструкцию фильтров двигателя серии ФД. Фильтры предназначены для работы в составе двигателя и устанавливаются над верхним переводником. Помимо этого, можно комплектовать фильтр сменными фильтро-элементами с различной степенью фильтрации. Сам фильтро-элемент изготавливается из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, обеспечивающей максимальную стойкость к гидроабразивному размыву и длительный ресурс работы.S

 

Таблица №2

Технические характеристики шпинделя высокооборотного турбобура диаметром 178 мм
Длина, м 2,2
Наружный диаметр, мм  
Частота вращения вала, об/мин  
Передаваемый крутящий момент, Нм 1 500
Осевая нагрузка от долота, кН  
Гидро-весовая нагрузка турбинной секции, кН  
Межремонтный период работы, ч  
Ресурс, ч  

 

Для бурения с отбором керна выпускаются керноприемные устройства, применяемые при различных по физико-механическим свойствам горных породах и условиях бурения:

- серия "Недра" - для неосложненных условий бурения скважин;

- серия "Кембрий" - для условий бурения в рыхлых слабосцементированных и трещиноватых породах;

- серия "Силур" - для бурения в осложненных осыпями и обвалами условиях;

- серия "Тенгиз" - для бурения в условиях, осложненных нефтегазопроявлениями и поглощениями промывочной жидкости в породах с высокими коллекторскими свойствами.

- серия "Риф" - для отбора керна из отложений рыхлых, сыпучих, сильнотрещиноватых, в том числе, рифогенных горных пород с высокими коллекторскими свойствами роторным способом;

- серия "МАГ" - для отбора керна в интервалах залегания твердых консолидированных и абразивных горных пород, в том числе из пород кристаллического фундамента турбинным способом.

Общий вид керноприемных устройств большинства серий однотипен. Состоит из корпуса и керноприемника. Керноприемник вверху подвешен на регулировочной головке и оснащен узлом подшипников, предотвращающим его вращение, а внизу оснащен кернорвателями различной конструкции (цанговые и лепестковые в различном сочетании). Керноприемные устройства отечественного производства имеют преимущества по сравнению с известными зарубежными аналогами. Наиболее существенным преимуществом является конструкция регулировочной головки, требуемый зазор между башмаком кернорвателя и бурильной головкой достигается без извлечения керноприемника и его подвески, что экономит время вспомогательных работ на буровой и повышает безопасность труда персонала. Корпус и керноприемник изготавливаются из цельнотянутых легированных стальных труб. Специальная обработка корпуса снижает интенсивность износа и повышает срок службы соединений. Конструкция узла подшипников подвески предотвращает вращение керноприемника. Другим существенным преимуществом является эжектор, использование которого вместо шара позволяет обеспечить высокий процент выноса керна за счет создания в керноприемнике обратной промывки. Керноприемные устройства "Недра" и "Силур" могут использоваться в одно- и многосекционной сборке длиной 8, 16, 24 м и более. Изготавливаются также и другие модификации керноприемных устройств, являющиеся аналогом устройства серии "Недра", в том числе, под названием "керноотборники изолирующие модернизированные" типа "КИМ", Для отрыва и удержания керна различных по составу и свойствам горных пород отечественной промышленностью выпускаются различные виды компоновок кернорвателей. Компоновки вида КЦР-7 и КЦР-9 включают цанговые и рычажные рватели. Для более эффективного отрыва керна при бурении в твердых монолитных породах рычажковый рватель КЦР-7 выполнен с эксцентричной обоймой и рычажками переменной высоты. В зависимости от условий бурения и механических характеристик разбуриваемых пород в компоновках кернорвателей КЦР-7 и КЦР-9 может быть установлено как по одному цанговому или рычажковому рвателю. Кернорватель типа Р26 имеет вращающуюся быстроразъемную обойму с рычажками, почти полностью перекрывающими керноприемную полость после отрыва керна. Такое конструктивное исполнение позволяет сохранять при подъеме керн, получаемый при бурении даже весьма трещиноватых пород, перемежающихся рыхлыми, размываемыми промывочной жидкостью и разрушаемыми вибрациями керноотборного инструмента породами. Представленные виды компоновок кернорвателей и их модификации успешно применяются с керноотборными снарядами при бурении алмазными и шарошечными бурильными головками. Все вышеописанные устройства могут быть использованы на различных глубинах при любых реальных температурах и режимах бурения. С керноприемными устройствами может быть поставлен любой набор бурильных головок и кернорвателей, обеспечивающих работу в широком диапазоне геолого-технических условий и позволяющих отбирать керн в породах от мягких неконсолидированных (рыхлые пески) до крепких и абразивных (кварциты). Основная номенклатура и технические параметры керноприемных устройств приведены соответственно в таблицах 7.1. и 7.2. Кроме того, отечественной промышленностью изготавливаются и другие специальные керноприемные устройства:

- устройство керноприемное "Структура" УКС-178/60-80, предназначенное для бурения морских исследовательских и инженерно-геологических скважин диаметром 212,7 мм с отбором керна из нелитифицированных донных отложений (илов и т.п.) диаметром 57 мм способом динамического гидровдавливания в породу пробоотборной трубы и отбором керна диаметром 80 мм роторным способом; схема керноотборного устройства "Структура" в сборе и в работе приведена на рис. 7.5. (а, б);

- комплекс инструментов для бурения с отбором керна в горизонтальных скважинах (рис.7.6.);

- керноотборные устройства с принудительным отрывом керна от забоя и полным перекрытием торца керноприемника типа КИМ и КГТИ, позволяющие отбирать керн с сохранением пластового давления.

Устройство "Структура" УКС-178/60-80 состоит из корпуса и сменных съемных грунтоносок: гидравлического поршневого пробоотборника (ГПП) и керноприемника для роторного бурения. В состав ГПП входят полированный шток и подвижная часть, включающая в себя пробоотборную трубу, к верхнему концу которой присоединен силовой поршень, а к нижнему - породоразрушающий наконечник и кернорватель. Для удобства извлечения и обработки керна, а также снижения коэффициента трения (сопротивления движению керна в трубе) внутри трубы размещается пластиковый вкладыш (на рисунке не показан). Подвижная часть ГПП крепится на штоке срезными штифтами. Собранный ГПП сбрасывается в бурильные трубы. Дойдя до низа бурильной колонны, ГПП размещается в корпусе 3 - толстостенной трубе с полированной внутренней поверхностью, верхний конец которой присоединен к бурильной колонне, а к нижнему концу крепится бурильная головка. При этом силовой поршень перекрывает все кольцевое пространство между внутренней поверхностью корпуса и штоком. После посадки ГПП в корпусе включают буровые насосы и начинают закачивать воду в бурильную колонну. При достижении над поршнем давления, соответствующего усилию среза штифтов, они разрушаются, и пробоотборная труба под действием давления над поршнем с высокой скоростью начинает перемещаться вниз и внедряется в породу. После извлечения ГПП на тросе интервал, из которого отобран керн, разбуривается вращением бурильной колонны или просто размывается. В случае необходимости можно продолжить отбор керна, начиная с той отметки, до которой отобран керн в предыдущем рейсе с использованием ГПП или съемного керноприемника для роторного способа бурения. Устройство керноприемное "Структура" эксплуатируется в компоновке с серийными бурильными головками любых типов размерами 212,7/80 мм.. Комплекс инструментов для бурения с отбором керна в горизонтальных скважинах представляет собой комплекс специальных технических средств, включающий бурильную головку, керноприемное устройство и шарнирную муфту-центратор Бурильная головка, как правило, шарошечная, разработана специально для условий бурения с отбором керна в горизонтальных участках скважин. Она снабжена оригинальными элементами, обеспечивающими чистоту керноприемника до начала отбора керна и предохранение от размыва керна в процессе бурения. Керноприемный снаряд, включающий корпус и керноприемник, содержит устройства, центрирующие керноприемник в корпусе и предотвращающие вращение керноприемника при поступлении керна. Керноприемник снаряда обеспечивает беспрепятственное заполнение его керном. Шарнирная муфта-центратор служит для присоединения керноотборного инструмента к гидравлическим забойным двигателям. Оригинальная конструкция ее обеспечивает спуск инструмента в скважины с малым радиусом искривления и устойчивый процесс бурения.







ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.