8. Бурильная колонна, ее назначение и составные элементы.
Бурильная колонна – непрерывная многозвенная система инструментов, соединяющая наземное буровое оборудование (вертлюг) с долотом на забое скважины.
Бурильная колонна состоит из:
Ведущей трубы;
Бурильных труб;
Утяжеленных бурильных труб;
Вспомогательных элементов.
Бурильная колонна предназначена для:
Передачи вращения от ротора к долоту;
Восприятия реактивного момента забойного двигателя;
Подвода промывочной жидкости к долоту и забою скважины, а также к ГЗД;
Создания осевой нагрузки на долото;
Спуска и подъема долота и забойного двигателя;
Проведения вспомогательных работ (проработка, расширка и промывка ствола скважины, испытание пластов, ловильные работы и др.).
Вспомогательные элементы:
Центраторы– для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления.
- лопастные;
- шарошечные.
Калибраторы – для выравнивания стенок скважины до номинального диаметра и калибрования ее ствола.
- лопастные;
- шарошечные.
Стабилизаторы – для стабилизации работы нижнего направляющего участка бурильной колонны путем ограничения прогиба труб при наличии каверн, гашения поперечных и иных колебаний.
- с цельными лопастями;
- со сменными лопастями;
- с приваренными лопастями.
Амортизаторы – для снижения амплитуды динамических нагрузок.
- пружинные; - резинометаллические; - гидравлические; - газовые.
Протекторные кольца – для защиты бурильных и обсадных труб.
- резиновые;
- резинометаллические;
- пластиковые;
- металлические.
Обратные клапаны – для предупреждения поступления загрязненного бурового раствора в бурильную колонну.
Фильтры – для предупреждения попадания в бурильную колонну посторонних предметов.
Металлошламоуловители – для улавливания кусков металла и крупного шлама.
Гидрояссы (гидроударники) – для освобождения бурильной колонны от прихватов.
Переводники – для соединения бурильных труб и др. элементов
9. Передача осевой нагрузки на долото. Понятие «нейтрального сечения» бурильной колонны.
Утяжеленные бурильные трубы применяются для увеличения массы (веса) и жесткости бурильной колонны. УБТ устанавливают в нижней части бурильной колонны. Установка УБТ позволяет при относительно небольшой длине создавать частью их веса необходимую осевую нагрузку на долото.
Осевая нагрузка на долото G – создает необходимое усилие для разрушения горной породы на забое.
G = gD (g = 1, 5 – 15 кН/см.).
Осевая нагрузка на долото измеряется гидравлическим индикатором веса.
Нейтральное сечение – сечение, где нет напряжения.
Нижняя часть труб сжата. Проектируют так, чтобы нейтральное сечение попало на зону утяжеленных бурильных труб.
Напряженные условия работы бурильной колонны при бурении ГЗД и ротором.
10. Турбобур. Принцип работы. Конструктивная схема. Классификация. Назначение.
Турбобур – высокооборотная машина, длинная, состоящая из 3 турбинных секций и 1 шпиндельной секции.
ГТЗД – гидротурбинные забойные двигатели – турбобуры.
Назначение: предназначен для вращения бурового долота при бурении или ремонте нефтегазовой скважины.
Энергоноситель: принудительный непрерывный поток промывочной жидкости (бурового раствора), нагнетаемой буровыми насосами через бурильную колонну в ГЗД и далее в долото.
Конструктивная схема:
рабочий орган;
опорный узел;
узел преобразования частоты вращения;
узел трансмиссии;
узел искривления;
другие узлы и механизмы.
Особенности турбобура:
рабочий орган – многоступенчатая осевая турбина, имеющая лопатки статора и ротора, обтекаемые непрерывным потоком жидкости;
гидравлические силы возникают в результате изменения величины и направления скорости движения жидкости между лопатками;
ротор совершает простое вращательное движение.
Принцип работы.
При турбинном бурении долото приводится во вращение гидравлическим забойным двигателем – турбобуром, устанавливаемым между долотом и бурильной колонной. Турбобур представляет собой многоступенчатую гидравлическую турбину, к валу которой присоединяется долото. Каждая ступень турбины состоит из статора, жестко соединенного с корпусом турбобура, и ротора, укрепленного на валу турбобура.
В настоящее время применяются одно-, двух-, трех-, четырехсекционные турбобуры с последовательным соединением секций и двух-, трех-, четырехсекционные реактивно-турбинные агрегаты с параллельным соединением секций.
Назначение.
Турбобур – забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения скважин в различных геологических условиях, с многоступенчатой гидравлической турбиной, приводимой в действие потоком бурового раствора.
Классификация:
односекционные
-бесшпиндельные
- со вставным шпинделем
- независимым крепление роторов
секционные
- бесшпиндельные
- шпиндельные
- шпиндельные для алмазного бурения
- шпиндельные с наклонной линией давления
- шпиндельные с гидродин.торможением
редукторные
с плавающим статором
специальные
- термостойкие
- для скважин большого диаметра
- для ремонта и бурения скважин
- турбинные отклонители