Назначение и конструктивные особенности двигателя дру-172pс
Двигатель предназначен для бурения наклонно направленных и
горизонтальных скважин долотами диаметром 215,9…269,9 мм с
использованием промывочной жидкости плотностью до 1500 кг/м при
забойной температуре до 100°С.
При использовании двигательных секций с рабочими парами PV Fluid и
специальными твердосплавными радиальными опорами в шпиндельной
секции, двигатель может использоваться с промывочными жидкостями на
углеводородной основе и при забойной температуре до 160°С.
Зубчатая муфта регулятора угла в месте касания со стенкой скважины имеет
поверхность, армированную твердосплавными зубками.
Двигатель может быть укомплектован переливным клапаном ПК-172РС.
Наиболее отработанной и доказанной считается рекомендация по
эффективному применению ВЗД в сочетании с шарошечными долотами с маслонаполненной опорой. Причем до некоторой степени упрощается
процесс управления работой бурильного инструмента в сравнении с
турбинным способом в связи со специфической взаимосвязью между
режимными параметрами.
Для удобства выполнения процессов спуска и подъема в состав двигателя
включается перепускной (загрузочный) переводник, представляющий собой
нормально открытый клапан, который позволяет буровому раствору
обходить двигатель при своем движении. Клапан автоматически закрывается
при включении циркуляции.
Таблица 2.3.5 Технические характеристики винтового забойного двигателя ДРУ172РС
Шифр двигателя |
ДРУ 172РС
|
Диаметр корпуса наружный, мм |
172 |
Длина двигателя, мм
|
8140 |
Масса, кг
|
984 |
Диаметр применяемых долот, мм
|
269,9-295,3 |
Таблица 2.3.6 Характеристика ДРУ 172РС
Параметры энергетической характеристики двигателя в режиме максимальной мощности |
|
Расход рабочей жидкости, л/с
|
19-38 |
Частота вращения вала, 1/с
|
150-300 |
Перепад давления на двигателе, МПа
|
55,8 |
Момент силы на валу, кНм |
11,0-14,0 |
Бурение ВЗД типа ДРУ 240РС и ДРУ 172РС дает возможность
применять большой диапазон размерности буровых долот. Что сокращает
скорость бурение и технико-экономические затраты, в условиях кустового
бурения.
Проанализировав типы винтовых забойных двигателей разных
производителей и опыт ранее пробуренных скважин принимаем ВЗД типа
ДРУ-240РС и ДРУ 172РС отечественного производства.
Расчёт компоновки бурильной колонны
Диаметр нижней (первой) секции УБТ выбирается с учетом конструкции
скважины и обеспечения наибольшей устойчивости и прочности. В
нормальных условиях бурения рекомендуется принимать следующие
соотношения между диаметрами УБТ и долот.
Диаметр долота, мм … < 295.3 >295.3
Соотношение Dубт/Dд… 0.80-0.85 0.70-0.80
Для осложненных условий это соотношение уменьшается.
B осложненных условиях при бурении долотами D > 250.8 мм
допускается применение УБТ ближайшего меньшего диаметра с
одновременной установкой опорно-центрирующих устройств. При бурении
забойными двигателями диаметр нижней секции УБТ должен быть не более
диаметра забойного двигателя. Жесткость наддолотного участка УБТ должна
быть не менее жесткости обсадной колонны, под которую ведется бурение.
Соотношение диаметров бурильных труб расположенных над УБТ, к
диаметру УБТ должно быть равным 0.75. Если это соотношение не
соблюдается, то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких
диаметров, уменьшающихся в направлении к бурильным трубам. При этом
отношение диаметра последующей ступени к предыдущей должно быть не
менее 0.8.
Обычно
число секций многоразмерной конструкции
УБТ
<,2 < 3.
Общая длина УБТ для одно-, двух- и трехразмерных -конструкций в
зависимости
от
и
определяется из уравнения:
где, - нагрузка на долото, кН; G - вес турбобура, кН; q1, q2, q3 - вес 1м
соответственно
первой, второй и третьей секции УБТ,
кН/м;
-
коэффициент, учитывающий влияние бурового раствора, значение которого
приведены
ниже;
- угол отклонения УБТ от вертикали.
Для
определения
следует вначале задать отношением
.
При
нормальных
условиях бурения
=(0.7-0.8)
;
при осложненных условиях
=
(0.4-0.6)
если,
= 3,
=
,
,
если,
= 2, то
=
,
,
если,
= 1, то
,
Критические нагрузки (в кН) для одно, двух и трех размерной колонны
УБТ по формулам:
где,
EI,
-
жесткость труб соответственно с
одноразмерной и нижней
секции
УБТ, кНм ;
вес
соответственно 1 м одноразмерной и
нижней секции УБТ, кН/м;
- перепад давления, Па;
- площадь сечения выходного отверстия;
- критическая нагрузка в безразмерных
единицах
соответственно
для одно-, двух- и трехразмерных колонн
УБТ;
-
коэффициенты, учитывающие влияние потери веса колонны УБТ в
растворе.