- •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
Секционные унифицированные шпиндельные турбобуры
Секционные унифицированные шпиндельные турбобуры типа ЗТСШ1 предназначены для бурения скважин шарошечными и алмазными доло тами.
В настоящее время выпускаются турбобуры ЗТСШ1 с диаметрами корпуса 172, 195 и 240 мм.
Турбобуры состоят из трех турбинных и одной шпиндельной секции (рис. 4.1). В шпинделе установлена непроточная резинометаллическая осевая опора, которая выполняет также функцию уплотнения вала тур бобура.
В каждой турбинной секции размещено около 100 ступеней турбины, по четыре радиальные опоры и по три ступени предохранительной осевой пяты. Последняя применяется для устранения опасности соприкосновения роторов и статоров турбины из-за износа шпиндельного подшипника в процессе работы.
В турбобурах ЗТСШ1 устанавливается цельнолитая металлическая тур бина, а в турбобурах ЗТСШ1-ТЛ — составная турбина, проточная часть ко торой, лопаточный венец, изготовлена методом точного литья.
Рис. 4.1. Шпиндельный унифицированный турбобур типа ЗТСШ1
Шифр турбо- |
Тип тур |
Число |
Расход |
Крутя |
Частота |
Перепад |
|
|
Диа- |
ступе |
щий |
враще |
давле |
Длина, |
Масса, |
||||
бура |
бины |
ней |
жидко |
момент |
ния при |
метр, |
|||
|
|
турби |
сти, л/с при ЫтлХ1 |
ния, |
м |
кг |
мм |
||
|
|
ны, пгг. |
|
Нм |
А/щах, С 1 |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ЗТСШ1-240 |
30/16,5 |
315 |
32 |
2648 |
7,4 |
5,5 |
23,3 |
5975 |
240 |
ЗТСШ1-195 |
26/16,5 |
330 |
30 |
1481 |
6,6 |
3,9 |
25,7 |
4790 |
195 |
ЗТСШ1-195ТЛ |
24/18 |
318 |
40 |
1746 |
5,9 |
2,9 |
25,7 |
4325 |
195 |
ЗТСША-195ТЛ |
21/16,5 |
327 |
30 |
1961 |
12,1 |
6,5 |
25,9 |
4745 |
195 |
ЗТСШ 1-172 |
28/16 |
336 |
25 |
1765 |
10,4 |
8,8 |
25,4 |
3530 |
172 |
П р и м е ч а н и е . Nn»» — максимальная мощность турбобура. Плотность |
жидкости - |
||||||||
1000 кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве запасного комплекта к турбобурам ЗТСШ1-195ТЛ поставля ется и турбина типа 24/18-195ТПК, лопаточный венец которой выполнен из пластмассы.
Технические характеристики секционных унифицированных шпин дельных турбобуров ЗТСШ1 приведены в табл. 4.1.
Высокомоментные турбобуры с системой гидроторможения
Высокомоментные турбобуры типа АГТШ с системой гидродинамиче ского торможения предназначены для бурения глубоких скважин шаро шечными долотами, но могут применяться и при алмазном бурении. Ма шиностроительные заводы Минхиммаша выпускают турбобуры АГТШ с диаметром корпуса 164, 195 и 240 мм.
Турбобуры состоят из трех секций и шпинделя (рис. 4.2). Две турбин ные секции содержат многоступенчатую высокоциркулятивную турбину. В третьей устанавливаются ступени гидродинамического торможения (ГТ). Ступени ГТ состоят из статора и ротора, лопатки венцов которых имеют безударное обтекание жидкостью на тормозном режиме. При вращении такого ротора возникает крутящий момент, противоположный моменту, развиваемому турбиной турбобура. Величина тормозящего момента про порциональна частоте вращения вала.
В шпинделе турбобура установлен упорно-радиальный шарикопод-
Та б л и да 42
Шифр |
|
Число |
Число |
|
Тип |
ступе |
|||
турбо- |
ней |
ступе |
||
турбины |
ней ГТ, |
|||
бура |
турби |
|||
|
|
ны, пгг. |
пгг. |
|
|
|
|
|
|
Частота |
Пере |
|
|
|
Расход |
Крутя |
пад |
Дли- |
Мас |
Диа- |
|
щий мо |
враще |
давле |
||||
жидко |
мент при |
ния при |
ния при |
на, м |
са, кг |
метр, |
сти, л/с |
А/max, H-M |
Nina*, |
A/maxi |
|
|
мм |
|
С 1 |
|
|
|
||
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А9ГТШ |
А9К5Са |
210 |
99 |
45 |
3060 |
4,9 |
5,5 |
23,3 |
6165 |
240 |
А7ГТШ |
А7Н4С |
228 |
114 |
30 |
1814 |
6,0 |
6,9 |
24,9 |
4425 |
195 |
А6ГТШ |
А6КЗС |
240 |
75 |
20 |
779 |
6,0 |
4,5 |
24,5 |
2960 |
164 |
|
|
W |
максимальная |
мощность |
турбобура. Плотность |
жидкости - |
Рис 4.2. Турбобур с системой гидроторможения типа А7ГПН и А9ГТШ
шипник серии 128 000. В качестве уплотнения вала используются круглые резиновые кольца ПРУ.
Технические характеристики высокомоментных турбобуров типа АГТШ приведены в табл. 4.2.
Многосекционные турбобуры
Существующая технология турбинного бурения в большинстве случаев основана на применении серийных турбобуров АГТШ или ЗТСШ1 в том виде, в каком они поставляются машиностроительными заводами. Энерге тические характеристики этих турбобуров, как правило, не удовлетворяют оптимальным параметрам отработки шарошечных долот и гидравлической программе бурения. Особенно это относится к применению новых шаро шечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами (ГНУ и ГАУ), а также к использованию одного бурового насоса при бурении сква жины.
С целыо снижения частоты вращения долота и наращивания крутяще го момента на валу турбобура применяют многосекционные (свыше трех секций) турбинные сборки. Серийные турбобуры, собранные из пяти —
Рис. 4.3. Шпиндель с лабиринтным дисковым уплот нением
шести турбинных секций, позволяют эф фективно отрабатывать высокопроизводи тельные долота при пониженных расходах бурового раствора, а также предоставляют технологам значительно более широкие возможности для выбора оптимальных па раметров режима бурения.
В дальнейшем усовершенствованные многосекционные турбобуры испытыва лись при бурении глубоких скважин в РФ
иза рубежом как с отечественными, так и
самериканскими долотами. Стойкость
шарошечных долот производства США составляла 15—60 ч.
По своей конструктивной схеме многосекционный турбобур не отличается от серийного. Однако увеличение числа тур бинных секций предъявляет более высо кие требования к надежности работы шпинделя турбобура? Он должен быть не только надежнее, но и долговечнее, чем применяемые в настоящее время шпинде ли серийных турбобуров. Этим требовани ям отвечают шпиндели с лабиринтным дисковым уплотнением типа ШФД (рис. 4.3), которыми в скором времени будут оснащаться серийно выпускаемые турбо буры.
Многосекционный турбобур является дорогой машиной, поэтому его срок служ бы до списания должен быть увеличен
не менее чем до 2000 ч. Результаты испытаний таких турбобуров со
шпинделями типа |
ШФД |
показали, |
что их |
долговечность |
составляет |
|||||||
2000-4000 ч. |
характеристика |
многосекционного турбобура |
может |
|||||||||
Энергетическая |
||||||||||||
Т а б л и ц а 4.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количе |
Число |
|
|
|
Крутя |
Частота |
Пере |
|
|
Диа- |
|
|
ство |
ступе |
Число |
Расход |
щий |
враще |
пад |
Длина |
метр |
|||
Тип сборки |
момент |
давле |
||||||||||
турбин |
ней |
ступе |
жидко |
ния при |
турбо |
турбо |
||||||
турбобура |
ных сек |
турби |
ней ГТ |
сти, л/с |
при |
Nxn&Xi |
ния при |
бура, м |
бура, |
|||
|
ций |
ны |
|
|
|
Nra&xt |
с~' |
^maxi |
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Нм |
|
МПа |
|
|
|
|
5А9ГТШ |
5 |
315 |
210 |
32 |
2221 |
3,4 |
6,2 |
|
42 |
240 |
||
6А7ГТШ |
6 |
348 |
348 |
26 |
1893 |
4,3 |
10,4 |
|
49 |
195 |
||
6ТСШ1-195ТЛ |
6 |
636 |
— |
30 |
1742 |
4,4 |
3,4 |
|
49 |
195 |
||
5А6Ш |
5 |
630 |
- |
18 |
1575 |
8,1 |
9,8 |
|
40 |
164 |
||
П р и м е ч а н и е . Nmax — максимальная |
мощность турбобура. Плотность |
жидкости - |
||||||||||
1000 кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|