- •Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М.
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН
- •Назначение, цели и задачи бурения скважин
- •Способы и виды бурения. Технология строительства скважин
- •Виды бурения
- •ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
- •Физико-механические свойства горных пород
- •Состав и физические свойства пластовых флюидов и минерализация подземных вод
- •Физические и физико-химические свойства пластовых флюидов нефти
- •ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
- •Классификация долот для сплошного бурения
- •ЗАБОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
- •Секционные унифицированные шпиндельные турбобуры
- •Высокомоментные турбобуры с системой гидроторможения
- •Многосекционные турбобуры
- •Турбобур с независимой подвеской
- •Турбобур с полым валом
- •Турбобур с редуктором-вставкой
- •Турбины современных турбобуров
- •Принцип действия ВЗД
- •Кинематические отношения ВГМ
- •Двигатели универсального применения
- •Двигатели для наклонно направленного и горизонтального бурения
- •Двигатели для ремонта скважин
- •Турбовинтовые двигатели
- •Элементы конструкций двигателей и их компоновок
- •Характеристики ВЗД
- •Влияние различных факторов на характеристики ВЗД
- •Влиявде расхода жидкости
- •БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА
- •Утяжеленные бурильные сбалансированные трубы УБТС-2
- •Утяжеленные бурильные трубы (горячекатаные)
- •Учет работы, начисление износа и списание бурильных труб
- •Дефектоскопия бурильных труб
- •РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
- •Глава 7
- •ПРОМЫВКА СКВАЖИН И БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ
- •Электролиты
- •Защитные высокомолекулярные вещества (коллоиды)
- •Поверхностно-активные вещества
- •Пеногасители
- •Утяжелители
- •Реагенты общего назначения
- •Вибросита
- •Гидроциклонные шламоотделители
- •Глава 8
- •ОСЛОЖНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ УГЛУБЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ
- •Признаки проявлений
- •Противовыбросовое оборудование
- •Мероприятия по предупреждению ГНВП
- •Грифоны и межколонные проявления
- •ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В БУРЕНИИ
- •Магнитное устройство для многократных измерений
- •Глава 11
- •ОПРОБОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГОРИЗОНТОВ В ПЕРИОД ПРОХОДКИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
- •Глава 13
- •КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН
- •Определение внутреннего давления
- •Определение сопротивляемости труб смятию
- •13.5. ТИПЫ КОНСТРУКЦИЙ ЗАБОЕВ СКВАЖИН
- •Оборудование. Технологическая оснастка обсадных колонн
- •Головки цементировочные
- •Разделительные пробки
- •Клапаны обратные
- •Башмаки колонные
- •Центраторы
- •Скребки
- •Турбулизаторы
- •Муфты ступенчатого цементирования
- •ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН
- •14.1. ПЕРВИЧНЫЕ СПОСОБЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
- •Цементирование хвостовика и нижних секций обсадных колонн
- •Манжетное цементирование
- •Двухступенчатое цементирование скважин
- •Обратное цементирование скважин (через затрубное пространство)
- •14.2. ПОВТОРНЫЕ (ИСПРАВИТЕЛЬНЫЕ) СПОСОБЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
- •14.3. МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ
- •Активные минеральные добавки к вяжущим веществам
- •Шлакопесчаные цементы
- •Шлакопесчаные цементы совместного помола
- •Шлакопортландцементы
- •Номенклатура специальных тампонажных цементов
- •14.4. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ
- •Регулирование свойств цементного раствора и камня с помощью реагентов
- •14.5. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
- •Буферные жидкости
- •Центрирование обсадных колонн в скважине
- •Расхаживание обсадных колони при цементировании скважин
- •Цементирование секционных колонн и хвостовиков
- •Ступенчатый способ цементирования обсадных колонн
- •Манжетный способ цементирования скважин
- •Обратное цементирование колонн
- •Схемы размещения и обвязки оборудования при цементировании
- •14.6. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПЕРВИЧНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН
- •Воздействие на призабойную зону пласта многократными мгновенными депрессиями-репрессиями
- •Глава 16
- •БУРОВОЕ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
- •Буровые лебедки
- •Буровые насосы
- •Ротор
- •Талевые механизмы
- •Буровые вышки
- •Буровые насосы
- •Талевые механизмы и вышки
- •Дизель-гидравлический агрегат САТ-450
- •Средства автоматизации и механизации спускоподъемных операций
- •Устройство и принцип работы установки
- •Установка смесительная механическая ICMP-20
- •Установка смесительная пневматическая УС5-30
- •Цементно-смесительная машина СМ-4М
- •Устройство и принцип работы отдельных узлов машины СМ-4М
- •Установки осреднительные
- •Цементировочный агрегат 5ЦА-320 (рис. 16.22)
- •Установка насосная УНБ1Р-400
- •Насосный агрегат 4АН-700
- •Список литературы
- •Оглавление
проведение буровых работ долотами различного диаметра, включая
малогабаритные; эффективную проводку наклонно направленных и горизонтальных
скважин; использование стандартного ловильного инструмента.
Анализ конструкций и характеристик забойных гидравлических двига телей различного типа показывает, что ни один из них не отвечает в пол ной мере всем перечисленным требованиям; в большей степени указанным требованиям соответствуют ВЗД с многозаходными рабочими элементами.
Принцип действия ВЗД
Винтовые двигатели относятся к объемным роторным гидравлическим
машинам.
Согласно общей теории винтовых роторных гидравлических машин элементами рабочих орга нов (РО) являются:
1)статор двигателя с полостями, примыкаю щими по концам к камерам высокого и низкого давления;
2)ротор-винт, носящий название ведущего, через который крутящий момент передается ис полнительному механизму;
3)замыкатели-винты, носящие название ве домых, назначение которых уплотнять двигатель, т.е. препятствовать перетеканию жидкости из ка меры высокого давления в камеру низкого дав ления.
Водновинтовых гидромашинах используются механизмы, в которых замыкатель образуется лишь двумя деталями, находящимися в постоянном взаимодействии, —статором и ротором.
Упрощенная схема двигателя показана на рис. 4.8.
При циркуляции жидкости через РО в резуль тате действия перепада давления на роторе двига теля вырабатывается крутящий момент, причем винтовые поверхности РО взаимно замыкаясь, ра зобщают область высокого давления и область низкого давления. Следовательно, по принципу действия винтовые двигатели аналогичны поршне вым, у которых имеется винтообразный поршень,
непрерывно перемещающийся в цилиндре вдоль оси двигателя.
Для создания в РО двигателя полостей, теоре тически разобщенных от областей высокого и
Рис. 4.8. Упрощенная схема двигателя:
1 — корпус, 2 — ротор; 3 — вал; 4, 5 — осевой и радиальный подшипники; 6 — долото
Рис. 4.9. Рабочие органы ВГМ:
а — продольный разрез; б — поперечный разрез
низкого давлений (шлюзов), необходимо и достаточно выполнение четырех условий (рис. 4.9):
1) число зубьев Zt наружного элемента (статора) должно быть на единицу больше числа зубьев Z2 внутреннего элемента (ротора): Z\ = Z2 + + 1;
2)отношение шагов винтовых поверхностей наружного элемента (ста тора) Т и внутреннего элемента (ротора) t должно быть пропорционально отношению числа зубьев: T/t = Z\/Z2i
3)длина РО L должна быть не менее шага винтовой поверхности на
ружного элемента: I > Г;
4) профили зубьев наружного и внутреннего элементов должны быть взаимоогибаемы и находиться в непрерывном контакте между собой в лю бой фазе зацепления.
Кинематические отношения ВГМ
Отличительным параметром ВГМ, во многом определяющим его вы ходные характеристики, является число зубьев РО, называемое кинемати ческим отношением z:
i = Z2 —Z\.
Кратность действия, зависящая от кинематического отношения РО равна числу заходов внутреннего элемента Z2 и определяет рабочий объем ВГМ
У = Z25 Г,
где 5 —площадь живого сечения РО.
Кратность действия является основным параметром ВЗД, что наглядно иллюстрируется теоретическими кривыми (рис. 4.10), полученными во ВНИИБТ в 1972 г. и в дальнейшем повсеместно используемыми при обос новании выбора РО ВЗД.
Рис. 4.10. Зависимость момента и частоты вращения ВЗД от кинематического отношения / рабочих элементов (Д Q, Р - const)
Отечественные ВЗД имеют многозаходные РО. Зарубежные компании производят двигатели как с однозаходным ротором, так и с многозаходными РО.
Двигатели универсального применения
Отечественные двигатели этой модификации охватывают диапазон на ружных диаметров от 127 до 240 мм и предназначены для привода долот диаметром 139,7 —295,3 мм (табл. 4.9). Они создавались на основе много летнего опыта конструирования турбобуров и в них использовались апро бированные конструкции опорных узлов шпиндельной секции, резьбовых соединений, элементов соединения валов и др.
Т аб л и ц а |
4.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Винтовые забойные двигатели для бурения и капитального ремонта скважин |
|
|||||||||
(второе поколение двигателей - 80-е годы) |
|
|
|
|
|
|||||
Марка |
Диаметр, |
Длина, |
Шаг ста |
Число |
Расход |
Крутящий |
Частота |
Перепад |
||
жидкости, |
вращения, |
давления, |
||||||||
двигателя |
мм |
мм |
тора, мм |
шагов |
момент, Н м |
|||||
Д1-54 |
54 |
1890 |
222 |
2 |
л/с |
|
|
МПа |
||
1,0-2,5 |
70-110 |
3,0-7,5 |
4,5-5,5 |
|||||||
Д1-88 |
88 |
3225 |
390 |
2 |
4,5 |
-7,0 |
800-950 |
2,7-5,0 |
5,8-7,0 |
|
Д1-27 |
127 |
5800 |
650 |
2 |
15-20 |
2200 - 3000 |
3,3-4,3 |
5,5-8,5 |
||
АЗ-172 |
172 |
6880 |
850 |
2 |
25 |
-35 |
3100-3700 |
1,3-1,8 |
3,9-4,9 |
|
Д2-195 |
195 |
6550 |
850 |
2 |
25 |
-35 |
3100-3700 |
1,3-1,8 |
3,9-4,9 |
|
Д1-240 |
240 |
7570 |
880 |
3 |
30 |
-50 |
10000-14000 |
1,2-2,2 |
6,0-8,0 |