Нагрузки, действующие на бурильную колонн

• 1) растягивающие (сжимающие) нагрузки от собственного веса;
• 2) крутящий момент;
• 3)нагрузки от продольного изгиба;
• 4) нагрузки от давления промывочной жидкости

Забойные двигатели

Преимущества (обусловленные меньшими нагрузками):

• 1) практически полное отсутствие аварий с трубами;
• 2) меньший износ обсадных труб;
• 3) возможность применения менее прочных, но более легких труб.

Классификация забойных двигателей:

• 1) гидравлические забойные двигатели:
  • — турбобуры;
  • — винтовые забойные двигатели;
• 2) электробуры.

Основные требования, предъявляемые к забойным двигателям:

• 1) соответствие диаметральных размеров диаметру ствола скважины;
• 2) возможность создания требуемой величины крутящего момента на долоте;
• 3) обеспечение максимально возможного срока службы породоразрушающего инструмента;
• 4) простота конструкции;
• 5) транспортабельность.

Турбобуры

• · Устройство и работа.
• · Основные параметры турбины.
• · Характеристики турбины и турбобура.
• · Современные конструкции.

Рисунок 4. — Принципиальная схема односекционного турбобура:

• 1- вал; 2- корпус; 3,4,5- опоры вала (верхняя, средняя, нижняя радиальные); 6- диск; 7- подпятник; 6,7 — ступень осевой опоры; 8- статор; 9- ротор; ступень турбины; 10- переводник корпуса; 11- ниппель; 12- переводник вала; 13- полумуфта вала (нижняя).
• · Принципиальная схема односекционного турбобура

Рисунок 5.

1- вал; 2- корпус; 3- статор; 4- ротор; 5- лопатки статора; 6- лопатки ротора.

Рабочие параметры:

=0,75…1,0 мм;

h=16 мм;

M=Q (C — C) d/2 — крутящий момент;

N=M — мощность;

=N/N;

p=N/Q — перепад давлений;

N — частота вращения вала.

Материал — легированная сталь, турбины из полимерной композиции.

M=f (n), N=f (n), =f (n), p=f (n), Q= const.

Рисунок 6.

• — тормозной режим;
• — режим холостого хода;

/2, — экстремальный режим;

— оптимальный режим.

Виды характеристик:

• 1) теоретическая характеристика;
• 2) стендовая характеристика (5−8 ступеней);
• 3) рабочая характеристика (потери на трение в опорах);
• 4) характеристика «турбобур-долото-забой» (потери на трение в осевых напорах при нагружении: 1, 2, 3);

M=P r-момент трения в осевой опоре;

Pосевая сила (нормальное давление);

— коэффициент трения;

rсредний радиус опоры.

P=G + P — R;

G — осевая нагрузка на долото;

P — сила от перепада давления промывочной жидкости;

R — реакция забоя.

• 1) G + P R — процесс формирования ствола скважины;
• 2) G + P R — незначительное разрушение;
• 3) G + P = R

nразгонные обороты;

nрежим плавающей пяты (3);

0 n n- (1).

n n n- (2).

Рисунок 7.

Классификация:

• 1) односекционные турбобуры;
• 2) секционные шпиндельные турбобуры (осевые опоры в одной секции шпиндельные)

Таблица 2 — Основные параметры некоторых типоразмеров турбобура.