«Совершенствование конструкции забойного двигателя (винтового или турбинного) для бурения сложных интервалов с высокой вибрацией».

Тема работы:

«Совершенствование конструкции забойного двигателя (винтового или турбинного) для бурения сложных интервалов с высокой вибрацией».

Номер работы:

1709183

Раздел:

Дипломные работы   →   Нефтегазововая отрасль

Год сдачи:

14.06.2026

Количество страниц:

91 стр.

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1 7
1.1 Назначение, основные условия эксплуатации винтовых забойных двигателей 7
1.2 Специфика технологии бурения скважин с использованием ВЗД 8
1.3 Классификация забойных двигателей 11
1.4 Конструкция, принцип действия, особенности ВЗД 13
1.5 Обзор аналогов ВЗД 18
ГЛАВА 2 ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР 21
ГЛАВА 3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВИНТОВОГО ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ СЛОЖНЫХ ИНТЕРВАЛОВ С ВЫСОКОЙ ВИБРАЦИЕЙ 32
3.1 Анализ причин преждевременного выхода из строя винтовых 32
забойных двигателей 32
3.2 Возможные неисправности двигателей 33
3.2.1 Снижение давление в нагнетательной линии в процессе бурения 33
3.2.2. Скачки давление в нагнетательной линии в процессе бурения. 34
3.2.3. Повышение давления в нагнетательной линии при работе двигателя в скважине. 36
3.2.4. Снижение механической скорости бурения при работе двигателя в скважине 39
3.2.5. Отсутствие возможности набора параметров кривизны скважины. 40
3.3 Совершенствование конструкции винтовых забойных двигателей 40
3.3.1. Модернизация двигательной секции ВЗД 40
3.3.2. Модернизация шпиндельной секции ВЗД 48
3.3.3. Модернизация подшипникового узла 50
3.3.4. Современная конструкция регулятора угла перекоса 51
3.3.5 Увеличение длины рабочих органов 52
3.3.6 Уменьшение массы ротора. 52
3.4 Направления совершенствования технологий бурения скважин в сложных горно-геологических условиях с применением винтовых забойных двигателей 53
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 57
4.1 Исходные данные 57
4.2 Расчет гидравлической мощности 58
4.3 Расчет крутящего момента на валу двигателя 58
4.4 Расчет Объемной подачи двигателя 58
4.5 Расчет механической мощности 59
4.6 Определение перепада давления, создаваемый двигателем 59
4.7 Определение коэффициента загрузки двигателя 59
4.8 Расчет гидравлической силы, действующей на ротор 59
4.9. Определение среднего давления на забой 60
4.10 Расчет механической скорости бурения 60
4.11 Расчет частоты собственных колебаний рабочей пары 61
4.12 Определение критической частоты вращения вала 61
4.13 Определение силы трения в паре ротор-статор 62
4.14 Расчет мощности потерь на трение 62
4.15 Расчет тепловыделения в эластомере 62
4.16 Определение коэффициента полезного действия (КПД) механической секции 63
ГЛАВА 5. МОНТАЖ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ВЗД 64
5.1 Монтаж ВЗД 64
5.2 Эксплуатация ВЗД 65
5.3 Обслуживание ВЗД 65
ГЛАВА 6. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЗД 67
6.1. Движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования. 67
6.1.1. Анализ опасного фактора, который может создать аварийную ситуацию 67
6.1.2. Возможные последствия от действия фактора на организм человека 67
6.1.3. Обоснования мероприятий по защите персонала предприятия, основанные на действия нормативной документации 68
6.2 Повышенный уровень вибрации. 69
ГЛАВА 7. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 72
7.1 Оценка влияния буровых работ на экосистему 72
7.2 Основные мероприятия по охране окружающей среды 75
7.2.1 Охрана атмосферного воздуха. 75
7.2.2 Охрана почв 78
7.2.3 Охрана поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения 80
7.2.4 Охрана биоресурсов. 82
7.3 Мониторинг окружающей среды 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 86

Выдержка из работы:

При бурении нефтяных и газовых скважин применяют гидравлические и электрические забойные двигатели, преобразующие соответственно гидравлическую энергию бурового раствора и электрическую энергию в механическую на выходном валу двигателя. Общепризнанно, что эффективный забойный двигатель, подобранный под буровое долото и пласт, обеспечивает лучшую скорость проходки, чем роторное бурение.
Отечественные забойные двигатели были изобретены более 50 лет назад и за это время прошли эволюционный путь развития, превратившись в эффективное техническое средство для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин.
Однако в связи с появлением новых технологий (горизонтальное и многозабойное бурение, колтюбинг, бурение на депрессии, на обсадной колонне), породоразрушающего инструмента и бурового оборудования актуальными становятся разработки, направленные на дальнейшее совершенствование технологий бурения с забойными двигателями, их характеристик и способов управления.
*********************************************


ГЛАВА 1

1.1 Назначение, основные условия эксплуатации винтовых забойных двигателей

Идея создания забойного привода долота для проходки скважин базировались прежде всего на возможности эффективного решения следующих задач:
• снижение аварийности с бурильными трубами за счет облегчения условий их работы;
• обеспечение роста показателей работы долот за счет улучшения использования мощности на разрушение породы.
В дальнейшем забойный привод оказался незаменимым инструментом для осуществления проходки искривленных участков, а также корректировки траектории движения забойной компоновки [1].
В технике бурения известны различные забойные двигатели. Между собой они отличаются как по характеру движения, сообщаемого долоту, так и по виду анергии (рабочего тела), подводимой к двигателю и преобразуемой в нем в механическую работу.
В основном это гидравлические и электрические двигатели (электробуры) — погружные вращатели. В практике бурения неглубоких скважин достаточно широко применяются погружные машины ударного действия — пневмоударники и гидроударники.
Оборудование можно условно подразделить на несколько видов:
• вращательные;
• ударные;
• пневматические;
• гидравлические (объемного типа и гидродинамические);
• электронные.
Энергия проходит по колонне, расположенной в середине бурильной трубы посредством использования специального типа кабеля.
Применение забойного двигателя способствует повышению скорости выполнения рабочего процесса, уменьшению стоимости рабочего процесса, понижения затрат энергии, уменьшает возможность возникновения аварийных ситуаций.


1. Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко, А.Н. Гноевых. Винтовые забойные двигатели. – М.: Недра, 1999.
2. История создания винтовых забойных двигателей. Статья. Электронный ресурс: http://vseoburenii.com/istoriya-sozdaniya-vintovyih-zaboynyih-dvigateley. Дата обращения: 25.03.2018г.
3. Труды ВНИИБТ/ОАО НПО «Буровая техника №2.-М.: «Современные тетради», 2008
4. А.И. Булатов, А.Г. Аветисов, Справочник инженера по бурению, т. 1 – М.: Недра, 1999г
5. Паспорт винтового забойного двигателя ДРУ3-172РС.7.8 №5455, Пермь, фирма «Радиус-Сервис», 2017 г.
6. Каталог продукции NGT гидравлические забойные двигатели, Пермь, фирма «NGT», 2017
7. MICON Downhole-Tools GmbH. Positive displacement motors (PDM). Nienhagen, Germany, 2017
8. Винтовые забойные двигателя. Издание №7. Руководство по эксплуатации. Акционерное общество «Пермнефтемашремонт» г. Краснокамск, 2015