40) Буровые долота. Области применения. Долото породоразрушающий инструмент , разрушающий горную породу сплошным забоем.
В качестве породоразрушающих инструментов применяют лопастные, шарошечные и алмазные долота нефтяного стандарта. Номинальный диаметр долот принято обозначать номером, показывающим диаметр обсадных труб, через которое может пройти данное долото.
Лопастные долота применяются только при роторном бурении мягких пород, оьладающих высокой пластичностью.
Двухлопастные долота выпускаются диаметром 76, 93, 97, 112, 132, 140, 151, 161, 214, 490, 540, 590, 640, 705мм, а трехлопастные диаметром 118,132, 135, 140, 145, 151, 161, 190, 214, 243, 269, 295, 320, 346, 370, 394,445 мм. Наибольшее применение при роторном и турбинном бурении нефтяных и газовых скважин, а также скважин на воду имеют шарошечные долота.
Кроме долот типов М,С,Т и К, предназначенных для бурения соответственно мягких, средней твердости, твердых и весьма твердых пород, выпускаются долота типов МС, СТ и ТК, которые служат для бурения перемежающихся пород различной твердости.
По числу шарошек различают одношарошечные, двухшарошечные и трехшарошечные долота. В зависимости от конструкции корпуса трехшарошечные долота делятся на группы А и Б.
Долота группы А секционные (бескорпусные) состоят из трех сваренных между собой лап (секций), на цапфах которых смонтированы шарошки. Долота группы Б цельнокорпусные. К литому корпусу этих долот привариваются лапы с шарошками.
Выпускаются шарошечные долота следующих диаметров: 76,93,97,112,118,132,135,140,145,151,161,190,214,243,269,295,320,346,370,394,445,490мм.
Для бурения с отбором керна используют колонковые четырехшарошечные долота, подразделяющиеся на долота с несъемной грунтоноской и долота со съемной грунтоноской.
Алмазные долота при турбинном и роторном бурении рекомендуется применять на глубинах более 3000м. они обеспечивают проходку за рейс до 300-600м.
Применение. Глубокое вращательное бурение применяется при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений для сооружения скважин при водоснабжении, добыче рассолов и минеральных вод, а также при изучении строения земной коры с помощью опорных структурных скважин.
71.Буровые насосы двойного действия.
Насос- гидравлическая машина предназначенная д/перемещения жидкостей. Насосы:
центробежные
поршневые
шестеричные
диафрагмовые
насосы с проходным поршнем
Поршневые насосы по конструкции: на собственно поршневые и плужерневые.
По кол-ву поршней: однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые, и т.д.
По принципу действия:
одинарного- за 1 двойной ход поршня осуществляется 1 всасывание и 1 раз нагнетание.
двойного- за 1 двойной ход поршня осуществляется 2 всасывание и 2 раз нагнетание.
39) Буровые установки. Буровая установка- это комплекс агрегатов, собранных на единой раме, позволяющая осуществлять основные рабочие процесса бурения.
Колонковое бурение производится установками, состоящими из бурового станка, двигателя, насоса и буровой вышки или мачты. ( УКБ 50/100; УКБ 200/300; ЗИФ – 300, 650, 1200;
Основные узлы станка для колонкового бурения: а) главный фрикцион для включения и отключения станка от двигателя; б) многоступенчатая коробка передач для регулирования частот вращения и подъема; в)лебедка для осуществления спуско-подъемных операций; г) вращатель для вращения бурового снаряда; д) механизм подачи бурового снаряда.
В зависимости от конструкции механизма подачи буровые станки бывают: с гидравлической подачей; винтовой дифференциальной подачей; рычажной подачей; комбинированной рычажной - дифференциальной подачей; подачей с барабана лебедки(роторные станки).
Вращатели по своей конструкции подразделяются на шпиндельные, роторные и подвижные.
Конструктивная схема станка и установки в целом существенно определяется принятым типом вращателя и механизмом подачи. Установки, оборудованные шпиндельным или подвижным вращателем с гидравлической или винтовой дифференциальной подачей, могут бурить вертикальные, наклонные и восстающие скважины и обеспечивают возможность регулирования осевого усилия на забой(создание принудительного усилия или разгрузки забоя). Все эти преимущества предопределяли распространенность шпиндельного и подвижного вращателя с гидравлической подачей на установках колонкового бурения, используемых при разведке твердых полезных ископаемых.
В роторных буровых установках ( установках, оборудованных роторным вращателем) обычно предусматривается свободная подача с барабана лебедки. Такая конструкция установки предпочтительна при проходе скважин в породах невысокой твердости(1-6 категорий по буримомти). Роторные буровые установки могут бурить в основном вертикальные скважины.( УРБ-ЗАМ; УРБ-2А; БА-15;)
В зависимости от целей и условий использования буровые установки имеют различную транспортабельность: стационарные ( блочные и разборные), самоходные и передвижные. При это под стационарным подразумеваются оборудование, смонтированное в виде блоков, которые устанавливаются на специальном фундаменте; под передвижными – установленное на санях или прицепах; самоходные включают установки, смонтированные на различных колесных и гусеничных транспортных базах, имеющий собственный ходовой двигатель. При бурении из подземных выработок предусматриваются специальные для этих целей модификации или используются обычные стационарные установки, но устанавливаются они в специально0оборудлваных камерах.
34. Бурильные трубы. Их типоразмеры. Назначение. Существуют следующие типы бурильных труб; 1) бурильные трубы с высаженными внутрь концами, 2) бурильные трубы с высаженными наружу концами, 3) бурильные трубы с блокирующими (стабилизирующими) поясками, 4) бурильные трубы с приваренными соединительными концами, 5) легкосплавные с облегченными стальными замками. Длина бурильных труб с диаметром 60 – 120 мм – 6,8 и 11,5 м, а труб диаметром 114 – 168мм – 11,5 м.
Бурильные трубы с высаженными концами и их соединительные элементы
Бурильные трубы с высаженными концами являются наиболее распространенными. Они выпускаются в двух видах: с высаженными внутрь концами ( а) и с высаженными наружу концами (б), (в)-замок
Наличие высадки на концах труб позволяет нарезать резьбу, сохраняя в любом сечении трубы ровную прочность на разрыв. Бурильные трубы с высаженными наружу концами уменьшают гидравлические сопротивления, снижают давление при работе насосов, обеспечивают внутреннюю гладкоствольность бурильной колоны и возможность пропуска через нее съемной грунтоноски колонкового долота.
Бурильный замок. Бурильным замком называется устройство, состоящее из двухполузамков: полузамка с резьбой конусом (ниппелем) и полузамка с муфтой, предноначенных для соединения свечей в бурильную колону с целью предохранения резьбы бурильных труб от износа при часто повторяющихся свинчиваниях и развинчиваниях труб.
Бурильные трубы с высаженными внутрь концами соединяются бурильными замками двух типов: 1) замки нормальные, тип ЗН, с диметром проходного отверстия, значительно меньшим диаметра проходного отверстия высаженных концов бурильных труб; 2) замки широкопроходные, тип ЗШ, с диаметром проходного отверстия, близким к диаметру проходного отверстия высаженных концов бурильных труб.
Бурильные трубы с высаженными наружу концами содиняются бурильными замками типа ЗУ, имеющими увеличенное (по сравнению с замками ЗШ) проходное отверстие
Легкосплавные бурильные трубы. При производстве спускоподъемных операций применение стальных бурильных труб с увеличением глубины скважины при подвешенной колоне увеличивает напряжение на разрыв мтериала бурильной колоны от собственного веса в верхнем ее сечении, увеличивает нагрузку на подъемный крюк, талевую систему и буровую вышку. С целью снижения этих нагрузок появилась необходимость созжания бурильных труб из легких сплавов.
Достоинства ЛБТ: 1) высокая удельная прочность; 2) наличие у ЛБТ гладкой внутренней поверхности в связи с изготовлением их прессованием, что снижает гидравлические сопротивления примерно на 20% по сравнению со стальными бурильными трубами алогического сечения; 3) антимагнитные свойства дюралюминия позволяет спускать в бурильную колону, составленную из ЛБТ, инклинометр с магнитной стрелкой и измерять зенитные и азимутальные углы оси скважины.
Недостатки ЛБТ: 1) нельзя применять ЛБТ в скважинах при температуре выше +150 градусов С так как при более высоких температурах прочностные показатели дюралюминия резко снижаются; 2) нельзя применять ЛБТ при наличии в скважине промывочной жидкости с концентрацией водородных ионов рН > 10 вследствие сильного коррозионного воздействия щелочной среды на дюралюминий.
Конструкция ЛБТ аналогична стальным бурильным трубам в высаженными внутрь концами. Длина труб 9 и 12 м. Для соединения труб созданы облегченные стальные бурильные замки типа ЗЛ. Полузамки навинчиваются на трубы с помощью трубной резьбы на эпоксидном клее, а свинчиваются друг с другом с помощью замковой резьбы.
Утяжеленные бурильные трубы(УБД) устанавливают непосредственно над долотом. Они предназначены для увеличения веса и жесткости нижней части бурильной колоны, создания необходимой нагрузки на долото и уменьшения искривления скважины. Труба в сборе имеет длину 4,620 м. наружный диаметр труб 73 и 89 мм.
Колонковые трубы служат для приема выбуриваемого керна, а также обеспечивают необходимое направление скважине. Изготовляются они из цельнотянутых стальных трубных заготовок. На обоих концах имеют внутреннюю трапецеидальную резьбу с шагом 4мм для соединения с коронкой или кернорвателем и переходником. Длина труб 1,5; 3; 4,5 и 6 м.
Бурильные трубы ниппельного соединения имеют на концах внутреннюю трапецеидальную резьбу с шагом 6,35 мм. Соединение труб производится однопрорезными или гладким (без прорезей) ниппелями, имеющими с обоих сторон наружную резьбу.
Трубы муфтово – замкового соединения имеют на концах наружную треугольную резьбу с небольшой конусностью. Соединение труб и свечи производится муфтами, представляющими собой патрубок с внутренней трубной резьбой. Свечи соединяются замками, состоящими из двух половин – ниппеля и муфты. На один конец свечи навинчивается ниппель, имеющий внутреннюю резьбу под трубу и наружную для соединения с муфтой замка.