2.4.2 Патендік ізденістер

Жобаланып жатқан электробұрғы келесі сипаттамалар мен функцияларға ие болуы керек:

- энергетикалық сипаттамаларының бірқалыптылығы;

- шекті мүмкін ПӘК;

- бұрғылаудың басқа түрлеріне қарағанда 1 м-ге өтімділіктің жақсаруы және экономикалық тиімділігін арттыру;

- жуу сұйығының құрамына әр түрлі қоспаларды қосу мүмкіндігі;

- энергетикалық сипаттамасының қоршаған ортаның температурасы мен қысымына тәуелсіздігі;

- жоғарғы эксплутациялық сенімділігі;

- тез тозатын элементтерінің кем дегенде 150 сағат тоқтаусыз жұмыс істеуі қамтамасыз етілуі керек;

Осы мақсаттарда www.foundpatent.ru және тағы басқа интернет сайттарынан, жаңа инновациялық ақпарат көздерінен қазіргі кезде қолданылып жатқан тиімді өнертабыстарды қарастырдық.

Барлығын талдай отырып, арасынан ең тиімдісін жобаға негіз етіп алдық.

Осының негізінде біз электробұрғының серпімді элементіне өзгерістер енгіздік.

№ 2191243 авторлық куәлігіне сәйкес құбырсыз электробұрғыға төлке қосып қарастырдық.

Бұл жаңа құрылғы мұнай-газ өндірісіне, негізінен кабель-арқанда электробұрғымен ұңғыманы бұрғылау және кеңейту үшін қолданылатын құрылғыға керек. Бұл жаңа құрылғының маңызы: электробұрғының айналмайтын жоғарғы бөлігімен байланысқан айналудың осьтік тіреуі арқылы электробұрғының электрқозғалтқыш қанқасының жоғарғы фланеці төлкемен жабдықталған; сыртқы білік пен колонкалы қашау бекітілген электрқозғалтқыш қанқасының төменгі фланеці қуыс цилиндрмен толықтырылған; ұңғыма забойының орталық бөлігін бұрғылау үшін электрқозғалтқыш роторының қуыс білігінің төменгі шетіне пилот-қашаумен ішкі білік бекітілген. Жаңа құрылғы электробұрғы жұмысының пайдалану құндылығын және тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Жаңа құрылғы мұнай-газ өндірісіне тиесілі, атап айтқанда кабель-арқанда электробұрғымен ұңғыманы бұрғылау және кеңейту үшін керекті құрылғыларға жатады.

Ең жақын техникалық шешім өнертабысқа жергілікті тазаланатын кабель-арқанда ұңғыманы бұрғылау үшін керекті құрылғы, яғни күндізгі бетіне жуатын сұйықтықтың шықпайтыны, мұнда батырылған электр қозғалтқыш бетіндегі алдын-ала берілген жылдамдықта реверстеу арқылы анықталғанға дейін кезекпен екі жағына да қуылатын реактивті моменті бұрғылау агрегат қаңқасының инерциясын қолдану арқылы түсіріледі.

Ұңғыма забойына түсірілген бұл электробұрғы, агрегат салмағына тең айналып жатқан қашаумен жүктеп жатқанда, қабат жыныстарын бұзуға қабілетті. Электрқозғалтқышпен төмендететін редуктор арқылы қашау іске кірістіріледі. Агрегат екісатылы айналмалы сораппен, бұрғыланған жыныстарды жинайтын құрбымен жабдықталған.

Бұл электробұрғының кемшіліктері:

1. Электр қозғалтқыштың периодты айналу бағытын өзгертуінен таңба айнымалы динамикалық жүктеменің әсері электробұрғының металдық құрылмасының бұрандалы жалғанған жерлерінде, әсіресе электробұрғымен кабель-арқанның жалғануында беріктігінің болдыруы(тозуы) үнемі өседі.

2. Периодты реверстің күрделі іске қосу кезінде электр қозғалтқышын оқшаулау бірдестен әлсірейді, бұл корпуста ойықтың(тесік) болуының ықтималдылығын арттырады және оның жұмыс мерзімін төмендететіні анық. Екінші көрсетілген жағдайдан қозғалтқышты жасауда ең қымбатын және ең мықтысын қолдануды талап етеді.

3. Реверс кезінде айналу жиілігін төмендету және қашауды тоқтату арқылы қозғалтқыштың айналу бағытын өзгертуде оның айналуының орташа жиілігі азаяды және бұдан ұңғыманың тереңдету жылдамдығы төмендей бастайды, яғни бұрғылау жұмысының өнімділігі азая бастайды.

4. Біраз уақыт электр бұрғысын реверстеудің өзіне жұмсалады. Өнертабыс мақсаты электробұрғының қолдану беріктігін және жұмыс тиімділігін арттыру болып табылады.

Қойылған мақсат айналудың осьтік тіреуін электр бұрғының айналмайтын бөлігімен жалғастыру арқылы электр қозғалтқыш қаңқасының жоғарғы фланецін тығынмен жабдықтаумен шешілуде. Колонкалы қашау бекітілген электрқозғалтқыш қаңқасының төменгі фланеціне муфтаның көмегімен қуыс цилиндр жалғанады. Пилот-қашау бекітілген электр қозғалтқыш білігінің төменгі шетіне муфта көмегімен қуыс цилиндр жалғанады.

Айналудың осьтік тіреуіне ілінген электрқозғалтқышты қосқанда оның статоры мен роторы қарама-қарсы бағытта айналады. Онымен бірге қарама-қарсы бағытта колонкалы және пилот-қашау да айналады. Сонымен, ұсынылған электр бұрғыда пилот-қашау, колонкалы қашаумен электр бұрғы қаңқасының диаметріне дейін кеңейтілетін, бірыңғай забой құрайды.

Қарама-қарсы бағытта ротор мен статордың бірге айналуы:

1. забойда колонкалы қашаумен қабат жыныстарын бұзу, пайдалы жұмысын атқару үшін реактивті кезін пайдалануға мүмкіндік береді;

2. келісілген реверстің болмауынан іске қосу тәртібін алып тастайды;

3. қашау айналымының абсолюттік жиілігі автоматты түрде кемиді, бұл олардың жұмысына барынша қолайлы жағдай жасайды және қашаумен бұрғылау конструкциясында көрсетілген техникалық қорын қолдану дәрежесін арттырады;

Бізге айрықша белгілері ғылыми-техникалық және патент ақпаратынан көрінбеді, соған байланысты біздің айтылған техникалық шешімді жаңасы деп табамыз.

Айтылған нақты және айрықша белгілер жиынтығы берілген сала үшін белгісіз болып табылады, бұл бізге техникалық шешім «өнертабыс деңгейі» шартына сәйкес келеді деген ұйғарым жасауға мүмкіндік береді.

2.2 - суретте құбырсыз электробұрғының бойлық кескіні көрсетілген.

Оған: электр қозғалтқыш қаңқасы1, оның жоғарғы қаңқасындағы фланцеге 2 бекітілген тығын 3, ротордың қуыс білігі 4, айналымның осьтік тіреуі (мойынтірек) 5, аударғы 6, құбыр 7 оның жоғарғы шетіндегі саңылауларымен 8, алмалы-салмалы байланыс 9, кабель-қанар 10, жалғастырғыш муфта 11, пилот-қашаудың ішкі білігі 12, пилот-қашау 13, колонкалы қашаудың сыртқы білігі 14, жалғастырғыш муфта 15, колонкалы қашау 16, қалақшалы білік 17, тоқ жолы жеткізгіш 18, тоқ жеткізгіш сақина 19 үш дана, 12 пилот қашаудың ішкі білігінің төменгі шетіндегі саңылау 20, герметикалау нығыздауыш 21, лубрикатор 22, ұнтақ жинау құбыры түрінде істелінген ұнтақ ұстап алғыш 23, айналу тірегі 24, электробұрғы қаңқасы 25.

Электробұрғыны қосқанда, айналудағы өздерінің реактивті кездерін бірлесіп теңестіре отыра, ішкі 12 және сыртқы 14 біліктер қарама-қарсы бағытта айналады, ол үшін төмендегі екі шартты орындау қажетті және жеткілікті:

• әр жаққа айналып тұрған массаның инерция моменті өзара тең болу керек;

• пилот-қашау 13 мен колонкалы қашауда 16 пайда болатын тежеуіш моменттері теңестірілуі керек.

Құрылғы келесі жолмен жұмыс істейді.

Электробұрғы ұңғымаға, көтерме шығырының барабанына оралған, кабель-қанарда 10 түседі. Пилот-қашау 13 мен колонкалы қашаудың 16 забоймен түйісуіне дейін электр қозғалтқыш қосылады, сосын электр бұрғы жайлап ұңғыма забойына түсіріледі, қашауға осьтік жүктеме жасалады, сосын бұрғылау басталады.

Аздап бұзылған жыныс ұнтағы ұңғыма забойындағы қашау астынан, шаятын пилот-қашау 13 саңылауымен ішкі біліктің 20 саңлауынан шығатын, шаятын сұйықтық ағынында шығарылады. Ұнтақ шаятын сұйықтықтан, электр бұрғы мен ұңғыма дуалы арасынан сақиналы кеңістік арқылы, ұнтақжинағыш тұрбысының 23 жоғарғы шетіне дейін көтеріледі, сосын көтеріліп келе жатқан ағын жылдамдығының төмендеуінің әсерінен (сақиналы кеңістік қимасының ауданының оның жоғарғы жетінен жоғары үлкеуінен) онда тұнады. Қоқыстан тазартылған сұйықтық тұрбы 7 саңылауына 8 дейін көтеріледі, төменіне сондай ауыстырғыш саңылауына 6 қалақты білік (осьтік сорап) орналасқан, сосын тағы да ұңғыма забойына сорып алынады. Білік 17 тығынның 3 жоғарғы шетіне бекітілген және онымен бірге айналады.

Қоқысжинағыш тұрбы электр бұрғы бұзған жыныстармен толтырылған соң ұңғымадан бұрғыланған жыныстан тазарту үшін суырылады, тозған бұрғылау қашауларын ауыстырады, сосын бұрғылау кезеңін тағы да қайталауға болады.

Бұзылған жыныс бөліктерінен толығырақ тазарту үшін шаю сұйықтығы тұрбыдағы 7 саңылау 8 қоқыс тұрбысының 23 жоғарғы шетінен жоғары орналасуы керек және бұл қашықтық саңылаулармен қоқыс тұрбысының 23 жоғарғы шетінен неғұрлым үлкен болса, соғұрлым қоқыстан тазалау шаю сұйықтығымен жақсы болады. Электр бұрғының бірқалыпты жұмыс істеуі үшін ұңғымада шаю сұйықтығының деңгейі тұрбыдағы 7 саңылаудан 8 әрдайым жоғары болуы керек. Электр қозғалтқышты және осьтік тіреуді шаю сұйықтығының әсерінен қорғау үшін қаңқаның ішкі беті 1 маймен толтырылған және лубрикатормен 22 жабдықталған.

Айтылған электр бұрғыны тағы да иілгіш тұрбылармен бұрғылауда қолдануға болады, бағананың үлкен ұзындығында елеулі айналу кезін қабылдай алмайды. Бұл жағдайда забойға төменгі қабатты қысым түсіріп деңгейжиекті ашуда қолданатын электр бұрғы (ұңғыма забойын шаю үшін және оны қоқыстардан тазарту үшін) оттегілі (аэрированной) сұйықтықты, көбікті жүйе немесе газды агентті қолдану арқылы бұрғылауды енгізуге мүмкіндік береді және оның еркін енуіндегі қоқыстарды азайтады. Бұл жағдайда осьтік сорап электр бұрғыдан ажыратылуы керек, тұрбыдағы 7 саңылау 8 бекітілуі керек.

1 – электроқозғалтқыш тұрқысы; 2 – фланец тұрқысы; 3 – төлке; 4 – ротор білігі; 5 – айналма осьтік тіреуі; 6 – аударма; 7 – ққұбыр; 8 – тесік; 9 – ажырамалы байланыс; 10 – кабель – канат; 11 – муфта; 12 - пилот-қашаудың ішкі білігі; 13 - пилот-қашау; 14 - колонкалы қашаудың сыртқы білігі; 15 -жалғастырғыш муфта; 16 - колонкалы қашау; 17 - қалақшалы білік; 18 - тоқ жолы жеткізгіш; 19 - тоқ жеткізгіш сақина (үш дана); 20 – саңылау; 21 - герметикалау нығыздауыш; 22 - лубрикатор ; 23 - ұнтақ жинау құбыры түрінде істелінген ұнтақ ұстап алғыш; 24 - айналу тірегі; 25 - электробұрғы қаңқасы .