Расчет конструкции скважины - Курсовая работа

В настоящее время решение проблем ускорения научно-технического прогресса в нефтегазовой промышленности неразрывно связано с решением задач улучшения технико-экономических показателей буровых работ, выполнение которых требует от машиностроителей совершенствования и более полного использования его возможностей эксплуатационниками. Большие расходы, связанные с созданием опытных образцов буровых установок, и высокие требования к качеству их изготовления повышают ответственность конструкторов и ставят задачу более широких исследований бурового оборудования.Идея использования гидравлического двигателя для бурения скважин возникла в 80-е годы XIX в: первый патент на турбину для бурения нефтяных скважин был взят в 1873 г. В начале 1900-х годов был разработан и использован на практике для быстроударного бурения в твердых породах забойный гидравлический таран, создававший 500-600 ударов в минуту по забою. Он развивал мощность до 12 л.с. и представлял собой гидравлический двигатель, выполненный на базе одноступенчатой осевой турбины, вал которой через промежуточный многоярусный планетарный редуктор приводил во вращение долото. Турбобур, предназначенный для вращения долота при бурении скважин, представляет собой многоступенчатую гидравлическую турбину, приводимую в движение потоком промывочной жидкости от бурового насоса. В статоре поток жидкости подготовляется для работы в роторе: скорость с0 увеличивается до с1 и изменяет направление.Современный тип секционного турбобура, основой которого является размещение осевой опоры в нижней части двигателя и передача осевой гидравлической нагрузки верхних секций через валы нижерасположенных секций, препятствует увеличению длины турбобура. Эти трудности регулировки усугубляются также тем, что во время работы турбобура под действием гидравлических нагрузок на забой происходят продольные деформации систем корпусов и валов турбобуров, что приводит к нарушению расчетных значений осевых зазоров в турбине. Этим устраняется необходимость установки вала на вал и обеспечивается независимость осевых зазоров в каждой отдельной секции от условий сборки и работы всего турбобура. Работы в этом направлении были начаты еще в 1990 г., когда была разработана конструкция многосекционного турбобура типа ТС7-8", состоящего из четырех секций (с общим числом ступеней турбины 580) и шпинделя. В турбобуре ТС7-8" гидравлическая нагрузка воспринимается резинометаллической пятой, расположенной в каждой секции.Турбина турбобура представляет собой гидравлический двигатель, преобразующий энергию потока бурового раствора в механическую работу на валу. Жидкость, попадая на лопатки статора, приобретает определенную скорость и направление движения и входит в ротор, отдавая ему часть кинетической энергии для передачи валу. При этом технология отработки долот требует, чтобы турбобур работал в оптимальном режиме при минимальной частоте вращения вала. с целью уменьшения гидроабразивного износа турбинных лопаток ступени роторов должны быть выполнены как зеркальное отображение ступеней статоров, при этом абсолютная скорость потока жидкости в статоре и относительная скорость в роторе будут равны по модулю, величины этих скоростей не должны быть большими, чтобы не вызывать чрезмерного гидроабразивного износа проточной части турбины, который возникает при скорости потока 10-12 м/с; Сначала все детали ротора и статора поочередно собираются на валу с установкой деталей подшипниковых опор, закрепляются роторными гайками и затягиваются в корпус, где ступени статоров между собой и корпусом крепятся путем затяжки ниппеля.Каждая французская нефтяная компания, ведущая бурение как во Франции, так и в северной Африке, Испании, Италии, Турции, Бельгии и т.д., использует в основном турбобуры, поставляемые в основном фирмой «Турбосервис». В глубоком бурении алмазными долотами, когда механическая скорость роторного бурения составляет до 1-1,5 м/ч, они предпочитают использовать турбобур, который с алмазными долотами дает механические скорости 2-3м/ч. Для устранения этого недостатка предлагается (патент №207347, Австрия) продольные смазочные канавки располагать не параллельно оси турбобура, как обычно, а по винтовой линии, идущей сверху вниз с наклоном в сторону вращения турбобура (рис.1.4.2). Эффективность этого предложения основана на учете центробежной силы. рис.1.4.2 Турбобур, в котором продольные смазочные канавки расположены по винтовой линии, идущей сверху вниз с наклоном в сторону вращения турбобура. Рис.1.4.3 Турбобур, используемый для получения большого угла отклонения скважины от вертикали. а - общий вид; б - первый вариант разреза турбобура в месте соединения; в - второй вариантБуровое долото закрепляют в конце бурильной колонны, которая передает ему осевое и окружное усилие, создаваемое буровой установкой (в случае ударного бурения буровое долото подвешивается на канате и наносит удары по забою скважины за счет энергии свободного падения). Впервые долота с коническими шарошками было изобретено в США (1909). Шароше

Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Анализ существующих забойных двигателей. Турбобуры

1.2 Перспективы развития многосекционных турбобуров в России

1.3 Турбинное бурение. Турбобуры

1.4 Обзор и анализ зарубежных производителей

1.5 Породоразрушающий инструмент

2. Расчетная часть

2.1 Расчет конструкции скважины

2.2 Гидравлический расчет промывки скважины

2.3 Расчет турбины (нормального типа) для турбобура

2.4 Расчет вала шпинделя турбобура на прочность

3. Технологическая часть

3.1 Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт турбобуров

3.2 Технологический процесс ремонта турбобуров

Список литературы скважина турбобур забойный

В настоящее время решение проблем ускорения научно-технического прогресса в нефтегазовой промышленности неразрывно связано с решением задач улучшения технико-экономических показателей буровых работ, выполнение которых требует от машиностроителей совершенствования и более полного использования его возможностей эксплуатационниками. Большие расходы, связанные с созданием опытных образцов буровых установок, и высокие требования к качеству их изготовления повышают ответственность конструкторов и ставят задачу более широких исследований бурового оборудования. За последние годы созданы новые образцы буровых машин, оказавших заметное влияние на производительность буровых работ. Успехи бурения неразрывно связаны с новейшими научными разработками в области расчета и проектирования буровых машин, повышения их технического уровня и надежности. Резкое снижение объемов бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ в Российской Федерации уменьшило потребность в буровых установках. Поставка же буровых установок за рубеж требует создания более конкурентоспособного и производительного оборудования. Повышение эффективности современных буровых установок характеризуется ростом уровня механизации и автоматизации всех работ по проводке скважины, увеличением мощности привода исполнительных механизмов, что сокращает время строительства скважины, но приводит к повышению напряженности работы механизмов. Поэтому повышение работоспособности механизмов современных буровых установок требует при проектировании знания факторов, приводящих к выходу из строя оборудования, параметров и режимов работы механизмов, методов расчетов долговечности несущих элементов.