Бұрғылау тереңдігі 4000м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау
Кіріспе 10
1 Техникалық бөлім 11
1.1 Түптік қозғалтқыш 11
1.1.1 Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі 11
1.1.2 Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі 12
1.1.3 Бұрандалы түптік қозғалтқыш 13
1.2 Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы 14
1.3 Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты 16
1.4 БТҚ Д.172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
21
1.5 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру 23
1.6 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
25
1.6.1 Бұрандалы түптік қозғалтқыштармен бұрғылау ерекшеліктері 26
2 Есептеу және арнайы бөлімі 28
2.1 БТҚ.172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу
28
2.2 Бұрандалы героторлы механизмнің кинематикалық қатынасын таңдау
28
2.3 Қозғалтқыштың геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу
31
2.4 Вейбулл үлестірім параметрі 33
2.4.1 Істен шығулар қарқындылығы есебі 33
2.4.2 Тұрақты жұмысының теориялық ықтималдығы 33
2.5 Рұқсат етілген қисықтық радиусын есептеу 37
2.5.1 Бұрғылау құбырының қалыпты жұмыс жағдайында ең төменгі қисықтық радиусын есептеу
38
2.6 Ұңғыманы жуудың гидравликалық есебі 40
2.6.1 Қысым жоғалуының есебі 41
2.7 Арнайы бөлім 42
2.7.1 Патенттік шолу 42
2.7.1.1 Авторлық куәлік №2186188 42
2.7.1.2 Авторлық куәлік № 2241107 45
2.7.1.3 Авторлық куәлік № 2341637 48
2.7.2 Патенттік есептеу 50
2.7.2.1 Вольфрам ұнтақтағын өндіру 52
2.7.3 Патенттік сараптау 52
3 Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі 57
3.1 Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы 57
3.2 Ұйымдастыру іс.шаралары 60
3.3 Техникалық іс.шаралар 60
3.3.1 Электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету 61
3.4 Санитарлы.гигеналық іс.шаралар 62
3.4.1 Метеорологиялық шарттарды қамтамасыз ету 62
3.4.2 Шу деңгейін есептеу 63
3.5 Өртке қарсы іс.шаралар 64
4 Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі 65
4.1 Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу
65
4.2 Атмосфераны қорғау 68
4.3 Гидросфераны корғау 69
4.4 Литосфераны қорғау 71
4.5 Ұйымдастыру іс.шаралары 72
4.6 Инженерлік қорғау 72
5 Экономикалық бөлім 76
5.1 Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары 76
5.2 Пайдалану саласындағы шығындар 79
5.3 Пайдаланушының үнемділігін есептеу 82
Қорытынды 85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 86
Сипат тізім 88
1 Техникалық бөлім 11
1.1 Түптік қозғалтқыш 11
1.1.1 Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі 11
1.1.2 Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі 12
1.1.3 Бұрандалы түптік қозғалтқыш 13
1.2 Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы 14
1.3 Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты 16
1.4 БТҚ Д.172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
21
1.5 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру 23
1.6 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
25
1.6.1 Бұрандалы түптік қозғалтқыштармен бұрғылау ерекшеліктері 26
2 Есептеу және арнайы бөлімі 28
2.1 БТҚ.172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу
28
2.2 Бұрандалы героторлы механизмнің кинематикалық қатынасын таңдау
28
2.3 Қозғалтқыштың геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу
31
2.4 Вейбулл үлестірім параметрі 33
2.4.1 Істен шығулар қарқындылығы есебі 33
2.4.2 Тұрақты жұмысының теориялық ықтималдығы 33
2.5 Рұқсат етілген қисықтық радиусын есептеу 37
2.5.1 Бұрғылау құбырының қалыпты жұмыс жағдайында ең төменгі қисықтық радиусын есептеу
38
2.6 Ұңғыманы жуудың гидравликалық есебі 40
2.6.1 Қысым жоғалуының есебі 41
2.7 Арнайы бөлім 42
2.7.1 Патенттік шолу 42
2.7.1.1 Авторлық куәлік №2186188 42
2.7.1.2 Авторлық куәлік № 2241107 45
2.7.1.3 Авторлық куәлік № 2341637 48
2.7.2 Патенттік есептеу 50
2.7.2.1 Вольфрам ұнтақтағын өндіру 52
2.7.3 Патенттік сараптау 52
3 Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі 57
3.1 Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы 57
3.2 Ұйымдастыру іс.шаралары 60
3.3 Техникалық іс.шаралар 60
3.3.1 Электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету 61
3.4 Санитарлы.гигеналық іс.шаралар 62
3.4.1 Метеорологиялық шарттарды қамтамасыз ету 62
3.4.2 Шу деңгейін есептеу 63
3.5 Өртке қарсы іс.шаралар 64
4 Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі 65
4.1 Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу
65
4.2 Атмосфераны қорғау 68
4.3 Гидросфераны корғау 69
4.4 Литосфераны қорғау 71
4.5 Ұйымдастыру іс.шаралары 72
4.6 Инженерлік қорғау 72
5 Экономикалық бөлім 76
5.1 Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары 76
5.2 Пайдалану саласындағы шығындар 79
5.3 Пайдаланушының үнемділігін есептеу 82
Қорытынды 85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 86
Сипат тізім 88
Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде гидравликалық және бұрандылы қозғалтқыштар қолданылады, олар сәйкесінше, жуу сұйықтығының гидравликалық энергиясын қозғалтқыштардың шығару білігінде механикалық энергияға түрлендіреді. Гидравликалық ұңғы түбі қозғалтқыштарды гидродинамикалық және гидростатикалық типте шығарылады. Олардың біріншісін бұрандалы, ал екіншісін электробұрғылы түптік қозғалтқыштар деп атайды.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) – гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- Қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- Шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- Асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Патенттік өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін вольфрам карбидінің бөлшектерінің мөлшері 5 – 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Дипломдық жұмыстың мақсаты тереңдігі 4000 м дейінгі, диаметрі 172 мм бұрандалы түптік қозғалтқышпен бұрғылаудағы экономикалық тиімділіктер мен мүмкіндіктерін арттыру жолындағы қондырғының құрылысын модернизациялау болып табылады.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) – гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- Қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- Шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- Асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Патенттік өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін вольфрам карбидінің бөлшектерінің мөлшері 5 – 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Дипломдық жұмыстың мақсаты тереңдігі 4000 м дейінгі, диаметрі 172 мм бұрандалы түптік қозғалтқышпен бұрғылаудағы экономикалық тиімділіктер мен мүмкіндіктерін арттыру жолындағы қондырғының құрылысын модернизациялау болып табылады.
1. Применение винтовых забойных двигателей для бурения наклонно-направленных скважин в ОАО "Сургутнефтегаз" / М. Г. Бобров, Ю. А. Коротаев, В. А. Пустозеров – 2002 г.
2. Федоров В.С. «Проектирование режимов бурения» М.: Гостоптехиздат, 1958 г.
3. Баграмов Р. А. «Буровые машины и комплексы». М.: Недра, 1988г.
4. Конструкторские решения в области совершенствования рабочих органов винтовых забойных двигателей. Д. Ф. Балденко, Ф. Д. Балденко, М. В. Двойников ¬ 2013 г.
5. Марьяновский Д.И. «Регулирование подачи инструмента при бурении скважины забойными двигателями». Изд. АН СССР, т. XVII, 1951 г.
6. Будянский, Вигдор Соломонович. Вращение забойного двигателя ¬ фактор повышения эффективности бурения скважин [Текст] / В. С. Будянский // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. ¬ 2014
7. Аришин, В. А. Расчет напряженно¬деформированного состояния статора винтового забойного двигателя. В. А. Аришин, К. В. Сызранцева // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: материалы III Международной научно¬технической конференции. ¬ Тюмень, 2008 г.
8. Абаков В.П. «Расчет бурового оборудования» М.: Недра, 1973 г.
9. №2186188 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
10. № № 2241107 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
11. № 2341637 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
12 . № 56447 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
13. Өрт қауіпсіздігі туралы Қазақстан Республикасының 1996 жылғы 22 қарашадағы № 48-1 Заңы.
14. Қазақстан Республикасының қоршаған ортаны қорғау саласындағы
Орталық атқарушы орган лауазымды тұлғаларының қоршаған ортаны
қорғауда мемлекеттік бақылауды жүзеге асыруы жөніндегі
Нұсқаулық. 24 маусым 2003 ж. № 144-п бұйырығымен бекітілген.
15. Сулейменов М.М. «Охрана труда нефтяной промышленности». М.: Недра, 1980 г.
16. Панов Г. Е. «Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности» 2000 г.
17. РМК СТ 38944976-09-2012 «Мәтіндік және сызбалық материалдардың құрылуына, рәсімделуіне және мазмұнына қойылатын жалпы талаптар».
18. Середа Н.Г,Соловьев Е.М. «Бурение нефтяных и газовых скважин» Учебник для вузов М.: Недра, 1988 г.
19. И.В.Элияшевский, М.Н. Сторонский, Я.М. Орсуляк «Типовые задачии расчеты в бурении» М.: Недра, 1982 г.
20. www.vmasshtabe.ru
21. www.findpatent.ru
2. Федоров В.С. «Проектирование режимов бурения» М.: Гостоптехиздат, 1958 г.
3. Баграмов Р. А. «Буровые машины и комплексы». М.: Недра, 1988г.
4. Конструкторские решения в области совершенствования рабочих органов винтовых забойных двигателей. Д. Ф. Балденко, Ф. Д. Балденко, М. В. Двойников ¬ 2013 г.
5. Марьяновский Д.И. «Регулирование подачи инструмента при бурении скважины забойными двигателями». Изд. АН СССР, т. XVII, 1951 г.
6. Будянский, Вигдор Соломонович. Вращение забойного двигателя ¬ фактор повышения эффективности бурения скважин [Текст] / В. С. Будянский // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. ¬ 2014
7. Аришин, В. А. Расчет напряженно¬деформированного состояния статора винтового забойного двигателя. В. А. Аришин, К. В. Сызранцева // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: материалы III Международной научно¬технической конференции. ¬ Тюмень, 2008 г.
8. Абаков В.П. «Расчет бурового оборудования» М.: Недра, 1973 г.
9. №2186188 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
10. № № 2241107 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
11. № 2341637 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
12 . № 56447 авторлық куәлігіне сәйкес бұрандалы түптук қозғалтқышы РФ патенті.
13. Өрт қауіпсіздігі туралы Қазақстан Республикасының 1996 жылғы 22 қарашадағы № 48-1 Заңы.
14. Қазақстан Республикасының қоршаған ортаны қорғау саласындағы
Орталық атқарушы орган лауазымды тұлғаларының қоршаған ортаны
қорғауда мемлекеттік бақылауды жүзеге асыруы жөніндегі
Нұсқаулық. 24 маусым 2003 ж. № 144-п бұйырығымен бекітілген.
15. Сулейменов М.М. «Охрана труда нефтяной промышленности». М.: Недра, 1980 г.
16. Панов Г. Е. «Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности» 2000 г.
17. РМК СТ 38944976-09-2012 «Мәтіндік және сызбалық материалдардың құрылуына, рәсімделуіне және мазмұнына қойылатын жалпы талаптар».
18. Середа Н.Г,Соловьев Е.М. «Бурение нефтяных и газовых скважин» Учебник для вузов М.: Недра, 1988 г.
19. И.В.Элияшевский, М.Н. Сторонский, Я.М. Орсуляк «Типовые задачии расчеты в бурении» М.: Недра, 1982 г.
20. www.vmasshtabe.ru
21. www.findpatent.ru
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық теxникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
Сатанов Н.С.
Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау
Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары
Алматы 2015
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі
техн. ғыл. канд., профессор
_______Б.Ә.Мырзахметов
_______________2015 ж.
Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА
Тақырыбы Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары мамандығы
Орындаған Сатанов Н.С.
Пікір беруші Ғылыми жетекші
т.ғ.к. доцент аға оқытушы
_______________________ __________Куандыков Т.А.
___ ____________2015 ж. ___ ___________2015 ж.
Алматы 2015
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық теxникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары
БЕКІТЕМІН
Кафедра меңгерушісі
теxн. ғыл. канд.,профессор
_______Б.Ә.Мырзахметов
________ 2014 ж.
Дипломдық жоба орындауға ТАПСЫРМА
Білім алушы Сатанов Нұрлан Серікқалиұлы
Тақырыбы Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау.
Университет ректорының "23" желтоқсан 2014 ж. № 602-п бұйрығымен бекітілген.
Аяқталған жобаны тапсыру мерзімі 15 мамыр 2015 ж.
Дипломдық жобаның бастапқы берілгендері диаметрі 172 мм., бұрғылау тереңдігі 4000 м.
Дипломдық жобада қарастырылатын мәселелер тізімі:
а) Техникалық бөлімі: Бұрандалы түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы, жұмыс істеу принципі мен мақсаты, құрастыру, қолдану аймағы және тиімділігі;
б)Есептеу бөлімі және арнайы бөлім: БТҚ-172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу, геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу;
в) Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі: Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы, өртке қарсы іс-шаралар;
г) Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі: Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу;
д) Экономикалық бөлімі: Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары, пайдалану саласындағы шығындар, пайдаланушының үнемділігін есептеу;
Сызбалық материалдар тізімі (6 А1 парақ сызбалар көрсетілген).
Ұсынылған әдебиеттер: 21 атау.
Дипломдық жобаны даярлау
Кестесі
Бөлім атаулары, дайындалатын сұрақтардың тізімі
Ғылыми жетекші мен кеңесшілерге көрсету мерзімі
Ескерту
Техникалық бөлім
28.02.2015
Есептік және арнайы бөлім
07.03.2015
Қауіпсіздік және еңбек қорғау
30.03.2015
Қоршаған ортаны қорғау
06.04.2015
Экономикалық бөлім
17.04.2015
Дипломдық жобаның және оған қатысты диплом жобасының бөлімдерінің кенесшілерінің және қалып бақылаушының
қолтаңбалары
Бөлімдер атауы
Ғылыми жетекші, кеңесшілер
(аты-жөні, тегі, ғылыми дәрежесі, атағы)
Қол
қойылған
мерзімі
Қолы
Экономикалық
бөлім
Мухамедгалиева О.К.
аға оқытушы
Қауіпсіздік және еңбек қорғау
Бутебаева Ж.Т.
аға оқытушы
Қоршаған ортаны қорғау
Куандыков Т.А.
аға оқытушы
Қалып бақылаушы
Нугуманов К.К. техн.ғыл.канд, доцент
Ғылыми жетекшісі _________________ Куандыков Т.А.
Тапсырманы орындауға білім алушы ______________ Сатанов Н.С.
Күні 23 желтоқсан 2014 ж.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
10
1
Техникалық бөлім
11
1.1
Түптік қозғалтқыш
11
1.1.1
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
11
1.1.2
Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
12
1.1.3
Бұрандалы түптік қозғалтқыш
13
1.2
Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы
14
1.3
Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты
16
1.4
БТҚ Д-172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
21
1.5
Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру
23
1.6
Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
25
1.6.1
Бұрандалы түптік қозғалтқыштармен бұрғылау ерекшеліктері
26
2
Есептеу және арнайы бөлімі
28
2.1
БТҚ-172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу
28
2.2
Бұрандалы героторлы механизмнің кинематикалық қатынасын таңдау
28
2.3
Қозғалтқыштың геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу
31
2.4
Вейбулл үлестірім параметрі
33
2.4.1
Істен шығулар қарқындылығы есебі
33
2.4.2
Тұрақты жұмысының теориялық ықтималдығы
33
2.5
Рұқсат етілген қисықтық радиусын есептеу
37
2.5.1
Бұрғылау құбырының қалыпты жұмыс жағдайында ең төменгі қисықтық радиусын есептеу
38
2.6
Ұңғыманы жуудың гидравликалық есебі
40
2.6.1
Қысым жоғалуының есебі
41
2.7
Арнайы бөлім
42
2.7.1
Патенттік шолу
42
2.7.1.1
Авторлық куәлік №2186188
42
2.7.1.2
Авторлық куәлік № 2241107
45
2.7.1.3
Авторлық куәлік № 2341637
48
2.7.2
Патенттік есептеу
50
2.7.2.1
Вольфрам ұнтақтағын өндіру
52
2.7.3
Патенттік сараптау
52
3
Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі
57
3.1
Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы
57
3.2
Ұйымдастыру іс-шаралары
60
3.3
Техникалық іс-шаралар
60
3.3.1
Электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету
61
3.4
Санитарлы-гигеналық іс-шаралар
62
3.4.1
Метеорологиялық шарттарды қамтамасыз ету
62
3.4.2
Шу деңгейін есептеу
63
3.5
Өртке қарсы іс-шаралар
64
4
Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі
65
4.1
Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу
65
4.2
Атмосфераны қорғау
68
4.3
Гидросфераны корғау
69
4.4
Литосфераны қорғау
71
4.5
Ұйымдастыру іс-шаралары
72
4.6
Инженерлік қорғау
72
5
Экономикалық бөлім
76
5.1
Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары
76
5.2
Пайдалану саласындағы шығындар
79
5.3
Пайдаланушының үнемділігін есептеу
82
Қорытынды
85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
86
Сипат тізім
88
АҢДАТПА
Дипломдық жобада ұңғыларды бұрғылауда қолданылатын бұрғылау тереңдігі 4000 м диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышының конструкциясы ұсынылған. Құрылымды дамытуда шетелдік қолданыстағы аналогтары және олардың ерекшеліктері талданды.
Жұмыс үрдісінің теориясының негіздері, бұрандалы түптік қозғалтқыштардың (БТҚ) классификациялары және құрылымдарының сипаттамалары тұжырымдалды. БТҚ дамытудағы және пайдаланудағы сипаттамаларына назар аударылды. Пайдалы өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Сонымен қатар, жобада қауіпсіздік, қоршаған ортаны қорғау сұрақтары қарастырылды.
Ұсынылған жабдықты жобалау тиімділігін техникалық және экономикалық есептеулермен расталады.
Дипломдық жобаның түсініктеме жазбасы 5 бөлімнен, сызба бөлімі 6 А1 парақтарынан және осы сызбаларға сипат тізімдерден тұрады.
АННОТАЦИЯ
В дипломном проекте разработана конструкция винтового забойного двигателя с диаметром 172 мм, который используется в бурений скважины. В процессе разработки конструкций проанализированы зарубежные аналоги эксплуатационных винтовых двигателей и их особенности.
Изложены основы теории рабочего процесса, приведены классификация и описание конструкций винтовых забойных двигателей (ВЗД) различного назначения. Разработана характеристики ВЗД и уделено внимание эксплуатации и техническому обслуживанию. Полезная модель обеспечивает покрытие поверхности ротора материалом, обладающим отличной стойкостью к износу и коррозии, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики ротора, продлевая срок его службы.
Кроме того в проекте рассмотрены вопросы техники безопасности, охраны окружающей среды.
Эффективность предлагаемой конструкции оборудование подтверждена технико-экономическими расчетами.
Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 5 частей, графическая часть из листов 6 А1 и спецификаций к ним.
ABSTRACT
In the degree project the design of the screw bottomhole engine with a diameter of 172 mm which is used in drillings of a well is considered. In the course of development of designs foreign analogs of operational screw engines and their feature are analysed.
Bases of the theory of working process are stated, classification and the description of designs of the screw bottomhole engines (SBE) of different function are given. Characteristics of VZD are considered and the attention of operation and to maintenance is paid. Chosen useful model provides a rotor surface covering with the material possessing excellent resistance to wear and corrosion that allows to improve operational characteristics of a rotor, prolonging the term of its service.
Besides in the project questions of safety measures, environmental protection are considered.
Efficiency of the offered design the equipment is confirmed with technical and economic calculations.
The explanatory note of the degree project consists of 5 parts, graphic part from the sheets A1 and specifications to them.
КІРІСПЕ
Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде гидравликалық және бұрандылы қозғалтқыштар қолданылады, олар сәйкесінше, жуу сұйықтығының гидравликалық энергиясын қозғалтқыштардың шығару білігінде механикалық энергияға түрлендіреді. Гидравликалық ұңғы түбі қозғалтқыштарды гидродинамикалық және гидростатикалық типте шығарылады. Олардың біріншісін бұрандалы, ал екіншісін электробұрғылы түптік қозғалтқыштар деп атайды.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) - гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- Қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- Шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- Асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Патенттік өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін вольфрам карбидінің бөлшектерінің мөлшері 5 - 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Дипломдық жұмыстың мақсаты тереңдігі 4000 м дейінгі, диаметрі 172 мм бұрандалы түптік қозғалтқышпен бұрғылаудағы экономикалық тиімділіктер мен мүмкіндіктерін арттыру жолындағы қондырғының құрылысын модернизациялау болып табылады.
1 Техникалық бөлім
1.1 Түптік қозғалтқыш
Түптік қозғалтқыш - бұрғылау кезінде гидравликалық, пневматикалық немесе жоғарыдан жеткізілетін электр энергиясын жыныс бұзушы аспаптың (қашау) механикалық жұмысына түрлендіретін батырмалы машина. Энергия түптік қозғалтқышқа бұрғылау құбырлары тізбегі немесе кабель арқылы жеткізіледі. Қуаттың механикалық жұмысқа түрленуі түптік қозғалтқыштың жұмыстық органдарында жүзеге асады. [1]
Түптік қозғалтқыштардың жіктелуі:
1. Қозғалыс түріне сәйкес, жыныс бұзушы аспапқа хабарлауына қарай түптік қозғалтқыштар ажыратылады:
- айналмалы;
- соққылы.
2. Энергия көзі түрі бойынша:
- гидравликалық;
- пневматикалық;
- электрлік.
3. Жыныс бұзушы аспап ерекшеліктеріне қарай:
- үздіксіз түптік бұрғылауға;
- колонкалы.
4. Конструкциясына қарай:
-жекеленген;
- секциялық;
- щпиндельді;
- бәсеңдеткішті;
- т. с. с..
1.1.1 Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
Түптік қозғалтқыштардың ең елеулі түрлі дизайнімен және жұмыс принципімен ерекшеленетіні айналмалы (турбобұрғы, бұрандалы түптік қозғалтқыш және электрбұрғы) және соқпалы (гидро- және пневмотоқпақ) түрлері. Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің (1.1-сурет) жұмыс органы роторлы-статор жүйесі болып табылады. [1]
1.1-сурет-Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
Статор түптік қозғалтқыштың айналуға қарсы корпусында тіркелген, ал ротор - білікте. Түптік қозғалтқыштың корпусы бұрғылау құбырларымен қосылған, білік - қашаумен. Энергия тасымалдаушы түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің жұмыс органдары ротор мен статорда ауқымы бойынша және қарама-қарсы бағытта тең күш моменттерін тудырады (активті және реактивті деп аталатын). Активті момент қашауды бұру үшін пайдаланылады, реактивті момент бұрғылау құбырлары колоннасына қабылданады және жоғарыда орналастырылған жетек механизмдері мен ұңғы қабырғаларында тоқтатылады.
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің жұмыс органдарының қосымша негізгі элементтері: осьтік және радиалды подшипниктер, біліктің шыға берісін тығыздау.
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрін мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылауда ең көп пайдаланылады (жалпы 80% астам).
1.1.2 Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі (1.2-сурет) қашауға қайталама-ілгерілемелі қозғалыс арқылы әсер етеді. Мұндай түптік қозғалтқыштың негізгі жұмыс органы поршень-балғанының қашауға берілетін соққы энергиясы болып табылады. Балғаның төмен (жұмыстың жүрісі) және жоғары (кері жүріс) қозғалысын автоматты айналмалы сұйық немесе сығылған газбен қамтамасыз етеді. Соққылы түптік қозғалтқышының түрлі конструкцияларында ұңғымаға енгізілген сұйықтықтың (газдың) энергиясы поршень-балғаның тек түзу немесе қарама-қарсы жүрісіне немесе тек қана түзу жүрісі үшін және сол сияқты қарама-қарсы жүрісі үшін пайдаланылады. Соққылы түптік қозғалтқыштар сұйықтық (гидротоқпақ) және сығылған газбен (пневмотоқпақ) әрекетке келтіреді.
1.2-сурет-Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
Гидро- мен пневмосоққыштар негізінен қатты пайдалы қазбалардың 1500 м тереңдікке дейін шағын диаметрлі ұңғымаларды бұрғылау жұмыстары үшін пайдаланылады. Түптік қозғалтқышты пайдалану (ротормен салыстырғанда) бұрғылау жылдамдығын арттыру арқылы бұрғылау техникалық және экономикалық параметрлерін арттырады, энергия тұтынуды азайтады, бұрғылау колоннасының апаттарының санын азайтады.
1.1.3 Бұрандалы түптік қозғалтқыш
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) - гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
1.3 - сурет - Бұрандалы түптік қозғалтқыш
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Болат статор ішінде айнала сол бағытты бұрандалы тісті ысытылған резеңке қоршауы бар. Болат роторда хромдалған қабатпен сол жақ бағытта тістер кесілген. Ротор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірі кем болады. Ротор мен статор тістерінің арнайы профильі статордың жұмыс камераларының бір қадам ұзындығын қалыптастыру арқылы бір-бірімен үздіксіз контактіні қамтамасыз етеді. Қозғалтқышқа сорғыдан түсетін жуу сұйықтығы теңдестірілмеген күштердің әсерінен ротор статорға қатысты бұрылған кезде ғана қашауға өтуі мумкін.
Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 910, 67 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.
Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді, гидравликалық жүктеме мен түптің реакцияларын, қашаудың радиалды тербелістерінің азаюын қабылдайды.
Артық ағынды клапаны тізбекті БТҚ-мен бірге көтеру кезінде бұрғылау құбырларынан жуу сұйығын ағызу және бұрғылау тізбегін ұңғымаға түсіру кезінде толтыру үшін арналған.
Бұрғылау қондырғысына бұрандалы түптік қозғалтқыш сақтандырғыш тығындарымен жинақталған күйде жеткізіледі.
Қозғалтқыштың жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптама жасалуы тиіс. Статор мен шпиндель корпусында жарықтар мен майысқан жерлерінің болмауына, қозғалтқыштың корпус бөліктері қосылатын бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанар жерінің резбасының жағдайына, бұрап нығайтылған аралық резбаның нығыздығына ерекше назар аударылуы қажет.
Қозғалтқыш пайдаланылуы тиіс, егер:
- жуу сұйықтығы ретінде су немесе тығыздығы 210 кгм аспайтын балшық қолданылады;
- құрамында құм салмағы 2% -дан артық емес;
- қатты бөлшектер мөлшері 1 мм-ден кем;
- түптік температура 100 ° С артық емес.
Жуу сұйықтығының құрамында қатты бөлшектердің артуы жұмыс органдарының (ротор-статор) жылдам тозуына әкеледі. Түптік аймақта температураның өсуі статор эластомерінің қаттылығына әсер етеді және қозғалтқыш ресурсын азайтады.
Көмірсутекпен негізделген реагенттер қамтитын бұрғылау сұйықтығы статордың резеңке қаптауларының (эластомерлер) ісінуіне және қозғалтқыштың мерзiмiнен бұрын істен шығуына әкеледі.
Көлемдік қозғалтқыш жетегіндегі дифференциалдық қысым ұсынылған ең жоғары жұмыс көрсеткішінен асуы статор жұмысын қысқартады.
1.2 Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы
Бұрандалы түптік қозғалтқыштың құрылымы мысалына Д1-172 қозғалтқышын қарастырайық. Қозғалтқыш түптегі температура 120°С - тан төмен мұнай және газ ұңғымаларын диаметрі 215,9...244,5 мм қашаумен бұрғылауға арналған.
Д-172 бұрандалы түптік қозғалтқышы көлемдік (гидростатикалық) әсерлі машиналарға қарайды. Басқа түптік гидравликалық қозғалтқыштарға қарағанда бұрандалы қозғалтқыштың бірнеше артықшылықтары бар:
- қозғалтқыш білігінің жоғары айналу моментінде төмен айналу жиілігі қашау рейсына енуінің артуына мүмкіндік береді (турбиналық бұрғылау салыстырғанда);
- қозғалтқыштың жұмысы кезінде сораптардың қадаушасы қысымының өзгеруін көрсеткіштерін бақылауға мүмкіндігі бар;
- қозғалтқышта қысымның төмендеуі өнімділігі жоғары гидро - мониторлы қашауды қолдануға мүмкіндік тудырады.
Әсер етуі бойынша БТҚ ішкі бұрандалы берілісті планетарлы-роторлы көлемдік түрдегі гидравликалық машинаны ұсынады.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Бұрғылау қондырғысының сорабынан қозғалтқышқа келетін бұрғылау сұйығы қашауға ротор теңдестірілмеген гидравликалық күштердің әсерінен статорға қатысты айналған жағдайда ғана өтуі мүмкін. Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 910, 67 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.
Д-172 бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқышы құрамына келесі негізгі бөлісдер кіреді: қозғалтқыш 2 бөлімі, шпиндель 4 бөлімі, төгу клапаны 7 және кардан білігі 3. Төгу клапаны арқылы бұрғылау құбырларынан бұрғылау сұйығын тізбекті эксцентрлі (планетарлық) айналыстағы роторымен көтеру кезінде шпиндель бөлімінің білігіне ағызып жіберу жүзеге асырылады. Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді.
Қазіргі уақытта өндірісте келесі бұрандалы түптік қозғалтқыштар шығарылуда: Д1-88; Д1-127; ДЗ-172; Д4-17! Д1-195; Д2-195; ДЗ-195 (7.3 - кесте). Бұл қозғалтқыштардың құрылымы қуысында бұралу жолағы орналасқан жеңіл қуысты роторды пайдалану арқылы жетілдірілген.
Ротор салмағын азайту және кардан білігін бұралу жолағымен алмастыру қозғалтқыш ПӘК-і мен сенімділігін арттыруға мүмкіндік берді.
Бұрандалы қозғалтқыштар қондырғыға бұрандалы қауіпсіздік қалпақшаларымен жиналған түрде жеткізілуі тиіс, бұл жұмыс органдарына бөгде заттардың түсуін және бұранданың зақымдануын болдырмайды. Қозғалтқыштарды тастымалдаған кезде сүйреуге және лақтыруға рұқсат етілмейді.
Қондырғыға жеткізілген қозғалтқыш жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптамаға жіберіледі. Статор мен шпиндель корпусының жарықтары және майысқан жерлеріне, бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанатын бұрандалар жағдайына, сонымен қатар қозғалтқыштың корпустық бөлшектерін қосатын аралық бұрандалардың бекітілу тығыздығына ерекше назар аударылуы тиіс. корпустық бөлшектері мен бұрандаларында ақауы бар қозғалтқыштар жұмысқа жіберілмейді: егер бұрандалы қосылыстары толық бекітілмеген жағдайда машина кілттерімен қатайтады. Статордың шпиндельден босап кетуінің алдын алу үшін қондырғыға қосқыш аударғымен қосылған статордың төменгі бұрандасын бекітіп қатайту ұсынылады. Ұңғыға түсіруден бұрын әрбір қозғалтқыш іске қосу жеңілдігін және бұрандалы қосылыстардың герметикалығын тексеру үшін ұңғы сағасында сынақ жасалуы тиіс. Қоғалтқыш қажет бұрғылау сорабынан шыққан 2,5 МПа - дан кем қысымда бірқалыпты іске қосылуы керек. Қозғалтқыш білігінің бос жүрісі серпіліссіз және қатып қалусыз айналуы мен сораптарды өшіргенде тез тоқталтылмауы тиіс.
Қозғалтқыштты іске қосымен бірге төгу клапанының жұмысқа қабілеттілігі тексеріледі. Клапан қозғалтқышқа жіберілген жуу сұйықтығы клапан корпусының шеткі саңылауларынан ақпайтындай тығыз жабылуы керек: циркуляцияны өшіргенде клапан ашылуы керек.
Клапан ротор деңгейінен төмен түсіріп тексерілуі тиіс, әйтпесе, клапанды жабу алдында және оның ашылуында қондырғы аумағанда жуу сұйықтығын шашырату мүмкін.
Қыс уақытында қозғалтқышты іске қосу алдында болуы ол 30...40 минуттай бу немесе ыссы сумен жылытылуы тиіс. Бұрандалы қозғалтқыштар тығыздығы және тұтқырлығы әр түрлі жуу сұйықтығында жұмыс істей алады: суда (тұщы, теңіз және қабаттық), тығыздығы 2,2 г см3 дейін сазды ерітінділерде, газдалған сұйықтықтарда. Алайда қозғалтқыштың ұзақ мерзімді және сенімді жұмысы ең алдымен бұрғылау сұйықтығын тазалау сапасына байланысты, құрамындағы құм мөлшері 0,5...1 % - дан аспауы керек. Бұрғылау сұйығының құрамында құм мөлшерінің жоғары болуы жұмысшы органдарының қарқынды тозуына әкеледі. [4]
1.3 Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты
Бұрандалы қозғалтқыш - түптік гидравликалық машинаның бір түрі болып табылады. Мұндағы жуу сұйықтығындағы қуат ағынын айналмалы қозғалыстағы механикалық қуатқа алмастыру үшін бұрандалы механизм қолданылған.
Бұрандалы түптік қозғалтқыштар мұнайлы және газды ұңғымаларды қалақшалы және алмастан жасалған қашаулармен бұрғылау үшін қажетті қондырғы болып табылады.
Түрлі аймақтарда жүргізілген жұмыс нәтижелерінің арқасында бұрандалы қозғалтқыштардың кез-келген тығыздықтағы жуу сұйықтығымен жұмыс істей беретіндігі анықталған. Тіпті, тығыздығы 1гсм3 ден кем сұйықтықтардан бастап тығыздығы ауырлатылған 2гсм 3 және тұтқырлығы 90 с бастап СПВ - 5 дейін болатын сұйықтықтар пайдаланыла береді.
Бұрандалы қозғалтқыштың турбобұрғыдан ерекшелейтін ең басты айырмашылығы, оның жұмысты аса қатал жағдайларда атқара алуы.
Стендтік және кәсіптік сынақтардың нәтижелеріне мән берер болсақ, максималді қуатқа шамалас режимде жұмыс істеген кезде, бос жүріс кезіндегі екпінінен қозғалтқыштың айналу жиілігі 20 - 28% дейін төмендейді.
Бұрандалы түптік забой қозғалтқыштардың төменгі интервалдағы ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылатындығын және ондағы механикалық әсіресе рейсті жылдамдығының көрсеткіштерінің бұрғылаудың жоғарғы интервалдарына қарағанда әлдеқайда төмен екендігін негізге алсақ, БТҚ қолдану кезіндегі жұмсалатын уақытты бағалай аламыз. Ол негізіне, бүкіл ұңғымаларды бұрғылауға жұмсалатын уақыттың 50%-нан кем болып табылады.
Бұдан бөлек, көлбеу және тігінен бағытталған ұңғымалар сияқты аса күрделі және қымбат жұмыстар тек осы БТҚ пайдалану арқылы ғана жүзеге асырылады.
Ұңғымаларды қосымша ұңғыларды бұрғылау арқылы қалпына келтіру жұмыстарын атқару кездерінде де негізінен осы БЗҚ қолданылады.
Күрделі жөндеу жұмыстарды орындаған уақытта бүкіл бұрғылауға байланысты операциялардың 90%-дан астамы осы қозғалтқыштар арқылы жүзеге асырылады.
Көлемді қозғалтқыштар жұмыс камераларының сұйықтықтарға толтырылып, ығыстырғыштардың орын ауыстыруы арқылы пайда болатын гидростатикалық қысымның негізінде қызмет етеді.
Бұл жердегі ығыстырғыштың рөлін атқаратын жұмысшы орган. Ол тиісінше сұйықтықтың қысымы арқылы әсер ету арқылы жұмыс атқарады.
Ротор статорда эксцентриситетпен бірге орналасқан. Осының арқасында статордағы бұранда сызықтар мен ротордағы кірістердің саны әртүрлі болғандықтан олардың өзара байланысушы беттері тұйықталған беттердің қатарын түзеді. Бұл беттер- төменгі және жоғарғы қысымдық көрсеткіштердегі камералардың арасындағы шлюздер.
Шлюздер қозғалтқыш арқылы сұйықтықтағы бос тоқ қуатын тоқтатады, ал ең бастысы дәл осылардың ішінде сұйықтықтың қысымы айналмалы кезеңді тудырады.
Жұмыс істеу ретінің негізгі ерекшеліктеріне келесілерді жатқызуға болады:
- үлестіруші құралдардағы лезде тозушылықтың жоқтығы, яғни қолданыстағы төзімділігі. Бұл ерекшелік жұмыс органдарына сұйықтық үлестірілімінің автоматты түрде жүзеге асатындығынан. Ол ротор мен статордағы бұрандалы денелердің тістері мен айналымдарының негізінде жүзеге асырылады.
- жұмыс органдарының кинематикасы. Оның қозғалысында сырғу мен томалау процесстері өзара байланысып, соңғысының баяу жылдамдығының арқасында жұмысшы жұптың төзімділігін арттырады;
- кеңістіктегі контактілі сызықтың үздіксіз орын ауыстыруына (ротор мен статордың томалау нүктелерінің геометриялық орны), нәтижесінде томаланатын сұйықтықтың құрамында болатын механикалық қоспа жұмыс органдарынан ағынмен шығарыла алады.
Қозғалтқыш негізгі үш түйіннен тұрады: қозғалтқыш бөлімі, шпиндель бөлімі және қайта құю клапаны.
1 статорда сол жаққа бағытталған бұрандалы 10 тісі болады. Олар эластомердан айнала қоршай отырып жасалады.
2 ші сыртқы бет роторында сол жаққа бағытталған 9 бұрандалы тісі болады. Конструкцияланған болаттан немесе таттануға берік болаттан тістерін хромдау арқылы жасалады.
1 - статор; 2 - ротор; 3 - екі топсалы қосылыс; 4,5,11 - жоғарғы, орта және төменгі аударғы; 6-көп қатарлы өжет шардың ығы; 7 - радиал мойынтірек; 8 - шпиндель білігі; 9 - шпиндель корпусы; 10 - муфта жалғағыш; 12 - ниппель; 13 - керу шығыршығы;
1.4 - сурет - Бойлық және көлденең тіліктердегі бұрандалы түптік қозғалтқыш
Екінші еңіс ротордың жоғарғы ұшы тығындымен жабылған және бос, ал төменгі ұшына екі топсалы қосылыс байланыстырылған, ол ротордың планетарлық қозғалысын шпиндель бөлігінің бір осьтік айналмасына түрлендіру.
6 сүйеніш шпиндельдік бөліктегі білік мен қозғалтқыштағы роторға әсер ететін осьтік күшті қабылдауға арналған.
Қозғалтқыштың роторына түсірілетін осьтік күш өзінің ауыртпалығы бойынша қашауға түсірілетін осьтік ауыртпалықпен тең болып табылады, және радиалды мойынтіректер 7 мен екі топсалы байланыстардың жұмысқабілеттілігіне әсер етеді.
Екі топсалы байланысушылар 3 (1.4 сурет) екі тісті жалғастырғыштың негізінде ойластырылып, құрастырылған. Айналмалы кезең тістердің шеткі беттері арқылы жартылай жалғастырғыштар арқылы беріледі.
Топсаның бұрыштық қозғалғыштығы радиалды және шеткі саңылаулар арасындағы эвольвентті ілініс арқылы жүзеге асады, ал шарнирдің тістері арқылы берілетін кезеңдердің біркелкілігі жартылай жалғастырғыштардың тістерінің орындалуымен жақсара түседі.
Шарнирдің ішкі беті қою майға толы және резеңке дөңгелектермен толтырылып, тығыздалған. Қисаю бұрышын кішірейту үшін шарнирлер ұзындығы бойынша тіркелген және конустық беттермен аралық құбырлар арқылы өзара байланысқан.
Радиалді сүйеніш ретінде резеңкелі металдан жасалған мойынтіректер қолданылған 7, ол өзінің жуылатын сүйықтық ортасындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
1-шарнир жиында; 2-құбыр; 3- топсаның корпусы; 4-жартылай жалғастырғыш; 5-шар; 6-нығыздағыштың шығыршығы; 7-гайка
1.5 - сурет - Екі топсалы қосылысты түптік қозғалтқыш
Д-172 қозғалтқышының негізгі ерекшеліктері:
- қосу кезіндегі қозғалтқыштың сенімділігін қамтамасыз ететін жұмыс
органдарының геометриясы өзгертілген.
- қозғалтқыштың жұмыс көлемі ұлғайтылды, және ендігі кезеңде біліктің айналу жиілігі 1,3-1,5 есеге дейін төмендетілді.
- ротордың татқа төзімді болаттан жасалуы және жұмыс беттерінің тегістелуі, өз кезегінде жұмыс органдарының төзімділігі мен беріктігін арттырады.
- топсалы байланыстардың ішкі беттерінің жаңашаландырылған жүйеде тығыздалуы. Ол өз кезегінде осы бір жауапты түйіннің ұзақ уақыттар бойы қызмет етуін қамтамасыз ете алады.
- тіректік мойынтіректің оңтайландырылған құрылысы.
Жоғарыда айтылып өткен құрылыстық айырмашылықтар қозғалтқыштардың қызмет ету сапасының жоғарылауын қамтамасыз ете отырып, бұрғылаудың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін күшейтуге көмектесті.
Бұрғылау жұмыстарын орындау кезінде және тығындарды алу кездерінде 2 түрлі түптік қозғалтқыштарын кеңінен пайдаланады- көлемді және динамикалық әсер ететін.
Біріншілеріне бұрандалы және аксиальді-поршендік қозғалтқыштар ал екіншілеріне турбобұрғылар жатқызылады.
Әсіресе, көлемді түптік қозғалтқыштарды пайдалану ал оның ішінде бұрандалыны пайдалану әлдеқайда тиімді болып табылады, себебі олар түрлі жағдайлардағы сипаттамаларға көбірек сәйкес келеді.
Бұдан бөлек, осы қозғалтқыштарды пайдалануға технологиялық сұйықтықтың әлдеқайда аз мөлшері жеткілікті болып табылады, ал бұл қасиет тіректердің беріктігін қамтамасыз ету үшін қажет.
Түрлі аймақтарда жүргізілген жұмыс нәтижелерінің арқасында бұрандалы қозғалтқыштардың кез-келген тығыздықтағы жуу сұйықтығымен жұмыс істей беретіндігі анықталған. Тіпті, тығыздығы 1гсм 3 де кем сұйықтықтардан бастап тығыздығы ауырлатылған 2гсм 3 және тұтқырлығы 90 с бастап СПВ - 5 дейін болатын сұйықтықтар пайдаланыла береді.
Ол құрылысы жағынан өте қарапайым, әрі турбобұрғыға қарағанда ұзындығы әлдеқайда қысқа, ал салмағы аз.
Қозғалтқыш ұзындығының қысқалығы еңіс әсіресе горизонталды ұңғымаларды бұрғылауға өте ыңғайлы. Себебі оның қисаю радиусын, және сәйкесінше ұзындығын минимумға дейін азайтуға болады.
БТД-ны қатты түрлерді бұрғылауда пайдаланған кезде, қашау ұңғымасы 2 еседен артық көбейеді, ал жұмсақтарда турбобұрғымен салыстырғанда 20-30%-ға дейін , ал екі жағдайды қоса есептегендегі бұрғылаудың механикалық жылдамдығы 20-50% пайызға дейін аз.
БТД-ны турбобұрғымен салыстырғандағы ең басты ерекшелігі, оның нақты қатал жағдайларда жүмыс істеу сипаттамаларында.
Стендтік және кәсіптік сынақтардың нәтижелеріне мән берер болсақ, максималді қуатқа шамалас режимде жұмыс істеген кезде, бос жүріс кезіндегі екпінінен қозғалтқыштың айналу жиілігі 20-28% дейін төмендейді.
Бұрандалы түптік қозғалтқыштардың төменгі интервалдағы ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылатындығын және ондағы механикалық әсіресе рейсті жылдамдығының көрсеткіштерінің бұрғылаудың жоғарғы интервалдарына қарағанда әлдеқайда төмен екендігін негізге алсақ, БЗҚ қолдану кезіндегі жұмсалатын уақытты бағалай аламыз. Ол негізінен бүкіл ұңғымаларды бұрғылауға жұмсалатын уақыттың 50%-нан кем болып табылады.
Бұдан бөлек, көлбеу және тігінен бағытталған ұңғымалар сияқты аса күрделі және қымбат жұмыстар тек осы БТҚ пайдалану арқылы ғана жүзеге асырылады.
Ұңғымаларды қосымша ұңғыларды бұрғылау арқылы қалпына келтіру жұмыстарын атқару кездерінде де негізінен осы БТҚ қолданылады.
Күрделі жөндеу жұмыстарды орындаған уақытта бүкіл бұрғылауға байланысты операциялардың 90%-дан астамы осы қозғалтқыштар арқылы жүзеге асырылады.
Әсер ету принципінің ерекшелеріктеріне жатқызу қажет:
- үлестіруші құралдардағы лезде тозушылықтың жоқтығы, яғни
қолданыстағы төзімділігі. Бұл ерекшелік жұмыс органдарына сұйықтық үлестірілімінің автоматты түрде жүзеге асатындығынан. Ол ротор мен статордағы бұрандалы денелердің тістері мен айналымдарының негізінде жүзеге асырылады.
- жұмыс органдарының кинематикасы. Оның қозғалысында сырғу мен домалау процесстері өзара байланысып, соңғысының баяу жылдамдығының арқасында жұмысшы жұптың төзімділігін арттырады.
- кеңістіктегі контактілі сызықтың үздіксіз орын ауыстыруы (ротор мен статордың томалау нүктелерінің геометриялық орны), және нәтижесінде томаланатын сұйықтықтың құрамында болатын механикалық қоспа жұмыс органдарынан ағынмен шығарыла алады.
Қозғалтқыш негізгі үш түйіннен тұрады: қозғалтқыш бөлімі, шпиндель бөлімі және қайта құю клапаны.
1-ші статорда сол жаққа бағытталған бұрандалы 10 тісі болады. Олар эластомердан айнала қоршай отырып жасалады.
2-ші сыртқы бет роторында сол жаққа бағытталған 9 бұрандалы тісі болады. Конструкцияланған болаттан немесе таттануға берік болаттан тістерін хромдау арқылы жасалады.
Екінші еңіс ротордың жоғарғы ұшы тығындымен жабылған және бос, ал төменгі ұшына екі топсалы қосылыс байланыстырылған, ол ротордың планетарлық қозғалысын шпиндель білігінің бір осьтік айналмасына түрлендіру.
Қозғалтқыштың роторына түсірілетін осьтік күш өзінің ауыртпалығы бойынша қашауға түсірілетін осьтік ауыртпалықпен тең болып табылады, және радиалды мойынтіректер 7 мен екі топсалы байланыстардың жұмыс қабілеттілігіне әсер етеді.
Екі топсалы байланысушылар 3 (2 - сурет) екі тісті жалғастырғыштың негізінде ойластырылып, құрастырылған. Айналмалы кезең тістердің шеткі беттері арқылы жартылай жалғастырғыштар арқылы беріледі.
Топсаның бұрыштық қозғалғыштығы радиалды және шеткі саңылаулар арасындағы эвольвентті ілініс арқылы жүзеге асады, ал шарнирдің тістері арқылы берілетін кезеңдердің біркелкілігі жартылай жалғастырғыштардың тістерінің орындалуымен жақсара түседі.
Шарнирдің ішкі беті қою майға толы және резеңке дөңгелектермен толтырылып, тығыздалған. Қисаю бұрышын кішірейту үшін шарнирлер ұзындығы бойынша тіркелген және конустық беттермен аралық құбырлар арқылы өзара байланысқан.
Радиалді сүйеніш ретінде резеңкелі металдан жасалған мойынтіректер қолданылған 7, ол өзінің жуылатын сүйықтық ортасындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
Жоғарыда айтылып өткен құрылыстық айырмашылықтар қозғалтқыштардың қызмет ету сапасының жоғарылауын қамтамасыз ете отырып, бұрғылаудың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін күшейтуге көмектесті.
1.4 БТҚ Д-172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
Бұрандалы түптік қозғалтқыштар қажетті бөліктерінің санаулылығымен және құрылысының қарапайымдылығымен ерекшеленеді.
Қолданыстағы және техникалық қамтамасыз ету кезіндегі негізгі ережелерді дұрыс ұстанған уақытта олар түрлі жағдайдағы бұрғылау жұмыстарындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
Бұрандалы забой қозғалтқыштардың қанағаттанарлықсыз қызмет етуі көп жағдайларда дайындау сапасының нашарлығынан немесе міндетті пайдалану ережелерін сақтамағандықтан пайда болады.
Бұрғылауға қажетті жерге жеткізілген БЗҚ, жұмысқа пайдаланбас бұрын сыртын тексереді.
Шпинделдің сыртқы қорабы мен статорда майысқан және шытынаған жерлерінің жоқ екендігіне аса мән беру қажет, сондай ақ қашау мен бұрғылау құбырларын байланыстырушы бұрандалардың қандай жағдайда екендіктеріне, сонымен қоса
БЗҚ қорабының көптеген бөліктерімен мен бұрандалы байланыстарына көз жүгіртіп мұқият қарау қажет.
БТҚ бірқалыпты іске қосылатын тиегінен қосылуы керек ( тіреуіштегі қысым кезінде 2,5 МПа артық емес)
Бос жүрісте БТҚ ешбір жұлқынусыз және тоқтауларсыз, ал тоқтатылуы шұғыл болмауы керек.
БТҚ тексергенде, бір мезгілде құюшы клапанның да жұмыс қабілеттелігі тексеріледі.
Жуу сұйықтығы берілген кезде клапан ешбік төгілулерсіз тығыз жабылуы, ал айналма тоқтатылған кезде клапан ашылуы керек. Жуу сұйығының шығыны түпті тазалау шарттарына негізделген. Қозғалтқыш жұмысшы жұбының тозуы оның жұмыс сипаттамаларын сақтау үшін ең болмағанда жуу сұйығының шығынын бастапқы мәнін 20...25 % - ға көтереді. Қозғалтқыштың шламдануын болдырмау үшін құралды арттыру алдында немесе қашауды ауыстыру үшін оны көтеру кезінде ұңғыманың түп алдындағы аймағын жуу қажет, сосын аспапты түп үстіне 10...12 м көтерген соң ғана сорғыларды тоқтатып, іске қосушы клапанды ашу керек.
Қазіргі уақытта бұрандалы түптук қозғалтқыштар тік және көлбеу бағытталған ұңғымаларды бұрғылауда жетекші Ресей мұнай компанияларында кеңінен қолданылады.
Бұрандалы қозғалтқыштарды пайдалану процесінде олардың жұмысқа жарамдылығын мезгіл сайын тексеріп тұру қажет.
Қозғалтқышты жөндеуге жібереді: оның осьтік жүктемелерді қабылдауының елеулі төмендеуі кезінде; шпиндель остік люфтісінің рұқсат етілгеннен өсуі; ұңғыма сағасында қиын іске қосылуы немесе іске қосылмауы немесе қозғалтқыштың шламдануы.
Қыс уақыттарында БТҚ қосу үшін оны бумен немесе ыстық сумен 30-40 қыздыру қажет. Бүрғылау құралын бұрғылауға дайындау негізі болып, ұңғыманы дұрыс бұрғылау тәсілін дұрыс таңдаумен байланысты болып табылады. [3]
Пайда болуы мүмкін және кездесетін ақаулардың тізімі, және олардың алдын алу жолдары келесі 1.1 - кестеде көрсетілген.
1.1 - кесте - Ақаулардың түрлері және олардың алдын алу
Ақау түрі
Себебі
Шешу жолдары
Бұрғылауда
Жөндеу кезінде
Айдағыш сызықта аса жоғары қысымда қосу
Статордың резеңке қаптамасының қабаттанып түсуі немесе бүлінуі
Қозғалтқышы ауыстыру
Статорды ауыстыру
Шпинделдік бөлігінің дұрыс реттелмеуі немесе сыналануы
Дәл солай
Шпиндалді бөліктің реттелуін тексеру. Қажет болған жағдайда бөліктерді тазалау немесе ауыстыру
Қозғалтқыштың ұңғымада жұмыс істеу кезіндегі айдағыш сызықта қысымның жоғарылауы
Сүзгінің бітеліп қалуы
Фильтрін тазалау және қозғалтқышын ауыстыру
Қозғалтқышты бөлшектеп тазарту. Бөгде заттарды алып тастау немесе жұмыс істейтін органдарын ауыстыру
Қашауды жерден көтерген жағдайда да қысымның көрсеткіші төмендемейді
Қозғалтқышқа бөгде заттардың енуі және жұмыс істеуші бөліктерді, статордың резеңке бөлігін зақымдауы
Қозғалтқышты ауыстыру
Ұңғыманың механикалық жылдамдығын азайту
Жұмыс органдарының тозуы (ротор,статор)
Шығынды 20-25% азайту немесе қозғалтғышты ауыстыру
Жұмыс органдарын ауыстыру
Қозғалтқыш осьтік жүктемені нашар қабылдайды
Шпиндалді бөлігінің осьтік тірегінің тозуы
Қозғалтқышты ауыстыру
Остік тіреуіштерді ауыстыру
Айдағыш сызықтағы қысымның төмендеуі
Клапанның герметикалық еместігі
Бұрғылау тіреуіштеріндегі бүрандалы байланыстарындағы тығыздығының төмендігі
Клапанды ауыстыру
Жуыылған бұрғылау құбырларын ауыстыру
Клапанның тозған бөліктерін ауыстыру
1.5 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру
Қозғалтқыштарлы құрастыру және жөндеу жұмыстарын стандартты турбиналық қоймаларда болатын қондырғылар арқылы жүзеге асырады.
Статордың бұрандаларын шешу кезінде оның сыртқы корпусын майыстыру қаупі зор.
Егер де кілттік жұдырықшалары оның бетінде орналасқан болса, жоғарыдағы келтірілген жағдайды болдырмас үшін кілттің жұдырықшасын статордың бетімен бір мезетте ұстау керек.
Роторды статордан бұрап алу арқылы немесе 1.7 - суретінде көрсетілгендей шығыр арқылы шығарады.
1.6 - сурет-Статордан алмастырушыны бұрап алу сызбасы
1.7 - сурет-Жұмыс жұбын бұзудың сызбасы
Қозғалтқыш шпинделін, діл турбобұрғылар сияқты бөлшектейді. Әсіресе остік тірегіне көп мән береді: тіректі біліктен дорбамен шешіп алған дұрыс. Шарларды бір добрадан екінші дорбаға ауыстыруға немесе жөнделгендердің орнына басқа шарларды пайдалануға болмайды. Жеке шарлардың жойылған жағдайында немесе мойынтіректің екеуінен де осы шарлардың қатарын өшіріп тастауға болады.
Статордың сырттай резеңке қабатының түгелдігі тексеріледі, диаметрін қадағалайды Dе.
Статор арнасының қисықтығын статор қабатыны ұзындығымен тең болатын калибрмен тексереді. Сондай-ақ диаметра Dе көлеміне сәйкес, қажетті көлемдегі диаметрдегі калибр қолданылады. Егер да калибр бүкіл қабатына кірмейтін болса, мұндай статорды жарамсыз деп таниды.
Басқа бөліктеріне бағытталған қадағалау жұмыстары мен жарамдылықтарын тексеру жұмыстары қарапайым түптік қозғалтқыштарға қойылатын талаптардың ерекшеліктеріне сай жүргізіледі.
Қозғалтқыштарды жинай кезінде оның бөліктерін 1.2-кестесіне сай етіп майлайды.
1.2 - кесте-Жұмыс кезіндегі бұрандалы қозғалтқыштардың майы
Бөлімі мен бөлігі
Майлаушы материал және стандарттың нөмірі
Пайдалану тәсілі
Пайдаланатын жері
Шпиндель білігі
ГОСТ 20799-75 бойынша И30А немесе И45А маркілі индустриалы май
Қабатпен жағылады
Отырғызатын бөлігі
Статор, ротор, төменгі тіреуіші, төменгі тіреуіштің төлкесі
ГОСТ 6757-73 бойынша техникалық май
Дәл сондай
Резеңке беті мен резеңкеге тиетін дене беті
Шарнир
ГОСТ 6267-74 бойынша ЦИАТИМ-201 майы
Толтырылады
Жартылай жалғастырғыш шарнирлардың арасының ішкі беті
Корпусқа бекітілетін бөліктер
МРТУ 12Н98-64 бойынша насос майы
Қабатпен жағылады
Біліктердің сырқты беттері
Бұрандалы байланыстар
ТУ38-101330-73 бойынша Р-113 майы
Дәл сондай
Бұранда көрінісі
1.6 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
Отандық ондаған жылдар бойы түптік қозғалтқыштар эволюциялық даму жолынан өтіп, жоғары көсеткіштерді алуды қамтамасыз етіп, бұрғылау мен мұнай және газ ұңғымаларын жөндеудің тиімді техникалық құралына айналды. Бұрғылау үлесінің салмағының тұрақты өсуі БТҚ объективті қолайлы факторлар (жаңа буын бұрғылау нарығында төмен жылдамдықтағы төмен айналымды шорошкалы қашаудың пайда болуы мен бұрғылау жұмысы жаңа технологияларының дамуы) ретінде түсіндіріледі және қозғалтқыштарды пайдаланудағы маңызды артықшылықтарының ішінде бірінші кезекте атап өткен жөн:
- қолайлы энергетикалық сипаттамалары - төмен айналу жиілігінде жоғары айналу моменті түрлі түрдегі қашауды тиімді өңдеуді қамтамасыз етеді;
- қозғалтқыш қысымының салыстырмалы аздап төмендеуі гидро - мониторлы қашауды қолдануға мүмкіндік береді;
- әр түрлі тығыздықтағы (газдалғаннан бастап 2000 кгм3 дейін және одан жоғары ауырлатылған тығыздықты) бұрғылау сұйығын қолдану мүмкіндігі;
- ең төменгі турбобұрғылармен салыстырғанда осьтік өлшемдері және
жоғары арнайы айналушы моменті, қозғалтқыштарды көлбеу бағытталған және көлденең ұңғымалардың түрлі қисықтық радиусында бұрғылауда қолдануға мүмкіндік береді.
Ұңғыманы күрделі жөндеуде қазіргі уақытта кіші өлшемді бұрандалы қозғалтқыштар іс жүзінде еліміздің барлық бөліктерінде қолданылатын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық теxникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
Сатанов Н.С.
Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау
Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары
Алматы 2015
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі
техн. ғыл. канд., профессор
_______Б.Ә.Мырзахметов
_______________2015 ж.
Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА
Тақырыбы Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары мамандығы
Орындаған Сатанов Н.С.
Пікір беруші Ғылыми жетекші
т.ғ.к. доцент аға оқытушы
_______________________ __________Куандыков Т.А.
___ ____________2015 ж. ___ ___________2015 ж.
Алматы 2015
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық теxникалық университеті
Ө.А.Байқоңыров атындағы тау-кен және металлургия институты
Мұнай және газ кәсіпшілігінің машиналары мен жабдықтары кафедрасы
5В072400 - Мұнай және газ өндірісінің технологиялық машиналары мен жабдықтары
БЕКІТЕМІН
Кафедра меңгерушісі
теxн. ғыл. канд.,профессор
_______Б.Ә.Мырзахметов
________ 2014 ж.
Дипломдық жоба орындауға ТАПСЫРМА
Білім алушы Сатанов Нұрлан Серікқалиұлы
Тақырыбы Бұрғылау тереңдігі 4000 м дейінгі диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышты модернизациялау.
Университет ректорының "23" желтоқсан 2014 ж. № 602-п бұйрығымен бекітілген.
Аяқталған жобаны тапсыру мерзімі 15 мамыр 2015 ж.
Дипломдық жобаның бастапқы берілгендері диаметрі 172 мм., бұрғылау тереңдігі 4000 м.
Дипломдық жобада қарастырылатын мәселелер тізімі:
а) Техникалық бөлімі: Бұрандалы түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы, жұмыс істеу принципі мен мақсаты, құрастыру, қолдану аймағы және тиімділігі;
б)Есептеу бөлімі және арнайы бөлім: БТҚ-172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу, геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу;
в) Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі: Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы, өртке қарсы іс-шаралар;
г) Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі: Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу;
д) Экономикалық бөлімі: Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары, пайдалану саласындағы шығындар, пайдаланушының үнемділігін есептеу;
Сызбалық материалдар тізімі (6 А1 парақ сызбалар көрсетілген).
Ұсынылған әдебиеттер: 21 атау.
Дипломдық жобаны даярлау
Кестесі
Бөлім атаулары, дайындалатын сұрақтардың тізімі
Ғылыми жетекші мен кеңесшілерге көрсету мерзімі
Ескерту
Техникалық бөлім
28.02.2015
Есептік және арнайы бөлім
07.03.2015
Қауіпсіздік және еңбек қорғау
30.03.2015
Қоршаған ортаны қорғау
06.04.2015
Экономикалық бөлім
17.04.2015
Дипломдық жобаның және оған қатысты диплом жобасының бөлімдерінің кенесшілерінің және қалып бақылаушының
қолтаңбалары
Бөлімдер атауы
Ғылыми жетекші, кеңесшілер
(аты-жөні, тегі, ғылыми дәрежесі, атағы)
Қол
қойылған
мерзімі
Қолы
Экономикалық
бөлім
Мухамедгалиева О.К.
аға оқытушы
Қауіпсіздік және еңбек қорғау
Бутебаева Ж.Т.
аға оқытушы
Қоршаған ортаны қорғау
Куандыков Т.А.
аға оқытушы
Қалып бақылаушы
Нугуманов К.К. техн.ғыл.канд, доцент
Ғылыми жетекшісі _________________ Куандыков Т.А.
Тапсырманы орындауға білім алушы ______________ Сатанов Н.С.
Күні 23 желтоқсан 2014 ж.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
10
1
Техникалық бөлім
11
1.1
Түптік қозғалтқыш
11
1.1.1
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
11
1.1.2
Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
12
1.1.3
Бұрандалы түптік қозғалтқыш
13
1.2
Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы
14
1.3
Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты
16
1.4
БТҚ Д-172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
21
1.5
Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру
23
1.6
Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
25
1.6.1
Бұрандалы түптік қозғалтқыштармен бұрғылау ерекшеліктері
26
2
Есептеу және арнайы бөлімі
28
2.1
БТҚ-172 бұрандалы түптік қозғалтқыштың негізгі өлшемдері есептеу
28
2.2
Бұрандалы героторлы механизмнің кинематикалық қатынасын таңдау
28
2.3
Қозғалтқыштың геометриялық және энергетикалық параметрлерін есептеу
31
2.4
Вейбулл үлестірім параметрі
33
2.4.1
Істен шығулар қарқындылығы есебі
33
2.4.2
Тұрақты жұмысының теориялық ықтималдығы
33
2.5
Рұқсат етілген қисықтық радиусын есептеу
37
2.5.1
Бұрғылау құбырының қалыпты жұмыс жағдайында ең төменгі қисықтық радиусын есептеу
38
2.6
Ұңғыманы жуудың гидравликалық есебі
40
2.6.1
Қысым жоғалуының есебі
41
2.7
Арнайы бөлім
42
2.7.1
Патенттік шолу
42
2.7.1.1
Авторлық куәлік №2186188
42
2.7.1.2
Авторлық куәлік № 2241107
45
2.7.1.3
Авторлық куәлік № 2341637
48
2.7.2
Патенттік есептеу
50
2.7.2.1
Вольфрам ұнтақтағын өндіру
52
2.7.3
Патенттік сараптау
52
3
Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі
57
3.1
Қауіпті және зиянды өндірістік факторлар сараптамасы
57
3.2
Ұйымдастыру іс-шаралары
60
3.3
Техникалық іс-шаралар
60
3.3.1
Электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету
61
3.4
Санитарлы-гигеналық іс-шаралар
62
3.4.1
Метеорологиялық шарттарды қамтамасыз ету
62
3.4.2
Шу деңгейін есептеу
63
3.5
Өртке қарсы іс-шаралар
64
4
Экология және қоршаған ортаны қорғау бөлімі
65
4.1
Бұрғылау кезіндегі қойнауды қорғау және ұңғыманы жерасты жөндеу
65
4.2
Атмосфераны қорғау
68
4.3
Гидросфераны корғау
69
4.4
Литосфераны қорғау
71
4.5
Ұйымдастыру іс-шаралары
72
4.6
Инженерлік қорғау
72
5
Экономикалық бөлім
76
5.1
Жобалаудың экономикалық тиімділігінің жоспары
76
5.2
Пайдалану саласындағы шығындар
79
5.3
Пайдаланушының үнемділігін есептеу
82
Қорытынды
85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
86
Сипат тізім
88
АҢДАТПА
Дипломдық жобада ұңғыларды бұрғылауда қолданылатын бұрғылау тереңдігі 4000 м диаметрі 172 мм болатын бұрандалы түптік қозғалтқышының конструкциясы ұсынылған. Құрылымды дамытуда шетелдік қолданыстағы аналогтары және олардың ерекшеліктері талданды.
Жұмыс үрдісінің теориясының негіздері, бұрандалы түптік қозғалтқыштардың (БТҚ) классификациялары және құрылымдарының сипаттамалары тұжырымдалды. БТҚ дамытудағы және пайдаланудағы сипаттамаларына назар аударылды. Пайдалы өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Сонымен қатар, жобада қауіпсіздік, қоршаған ортаны қорғау сұрақтары қарастырылды.
Ұсынылған жабдықты жобалау тиімділігін техникалық және экономикалық есептеулермен расталады.
Дипломдық жобаның түсініктеме жазбасы 5 бөлімнен, сызба бөлімі 6 А1 парақтарынан және осы сызбаларға сипат тізімдерден тұрады.
АННОТАЦИЯ
В дипломном проекте разработана конструкция винтового забойного двигателя с диаметром 172 мм, который используется в бурений скважины. В процессе разработки конструкций проанализированы зарубежные аналоги эксплуатационных винтовых двигателей и их особенности.
Изложены основы теории рабочего процесса, приведены классификация и описание конструкций винтовых забойных двигателей (ВЗД) различного назначения. Разработана характеристики ВЗД и уделено внимание эксплуатации и техническому обслуживанию. Полезная модель обеспечивает покрытие поверхности ротора материалом, обладающим отличной стойкостью к износу и коррозии, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики ротора, продлевая срок его службы.
Кроме того в проекте рассмотрены вопросы техники безопасности, охраны окружающей среды.
Эффективность предлагаемой конструкции оборудование подтверждена технико-экономическими расчетами.
Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 5 частей, графическая часть из листов 6 А1 и спецификаций к ним.
ABSTRACT
In the degree project the design of the screw bottomhole engine with a diameter of 172 mm which is used in drillings of a well is considered. In the course of development of designs foreign analogs of operational screw engines and their feature are analysed.
Bases of the theory of working process are stated, classification and the description of designs of the screw bottomhole engines (SBE) of different function are given. Characteristics of VZD are considered and the attention of operation and to maintenance is paid. Chosen useful model provides a rotor surface covering with the material possessing excellent resistance to wear and corrosion that allows to improve operational characteristics of a rotor, prolonging the term of its service.
Besides in the project questions of safety measures, environmental protection are considered.
Efficiency of the offered design the equipment is confirmed with technical and economic calculations.
The explanatory note of the degree project consists of 5 parts, graphic part from the sheets A1 and specifications to them.
КІРІСПЕ
Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде гидравликалық және бұрандылы қозғалтқыштар қолданылады, олар сәйкесінше, жуу сұйықтығының гидравликалық энергиясын қозғалтқыштардың шығару білігінде механикалық энергияға түрлендіреді. Гидравликалық ұңғы түбі қозғалтқыштарды гидродинамикалық және гидростатикалық типте шығарылады. Олардың біріншісін бұрандалы, ал екіншісін электробұрғылы түптік қозғалтқыштар деп атайды.
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) - гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- Қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- Шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- Асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Патенттік өнертабыс негізі ротордың сыртқы бетін вольфрам карбидінің бөлшектерінің мөлшері 5 - 40 мкм ұнтағымен шашыраңқы жоғары жылдамдықты жалындаған газ әдісімен тозу мен коррозияға төзімді жабынмен қамтамыз етіп, ротордың пайдаланудағы сипаттамаларын жақсартып, жұмыс қабілеттілігін ұзарту болып табылады.
Дипломдық жұмыстың мақсаты тереңдігі 4000 м дейінгі, диаметрі 172 мм бұрандалы түптік қозғалтқышпен бұрғылаудағы экономикалық тиімділіктер мен мүмкіндіктерін арттыру жолындағы қондырғының құрылысын модернизациялау болып табылады.
1 Техникалық бөлім
1.1 Түптік қозғалтқыш
Түптік қозғалтқыш - бұрғылау кезінде гидравликалық, пневматикалық немесе жоғарыдан жеткізілетін электр энергиясын жыныс бұзушы аспаптың (қашау) механикалық жұмысына түрлендіретін батырмалы машина. Энергия түптік қозғалтқышқа бұрғылау құбырлары тізбегі немесе кабель арқылы жеткізіледі. Қуаттың механикалық жұмысқа түрленуі түптік қозғалтқыштың жұмыстық органдарында жүзеге асады. [1]
Түптік қозғалтқыштардың жіктелуі:
1. Қозғалыс түріне сәйкес, жыныс бұзушы аспапқа хабарлауына қарай түптік қозғалтқыштар ажыратылады:
- айналмалы;
- соққылы.
2. Энергия көзі түрі бойынша:
- гидравликалық;
- пневматикалық;
- электрлік.
3. Жыныс бұзушы аспап ерекшеліктеріне қарай:
- үздіксіз түптік бұрғылауға;
- колонкалы.
4. Конструкциясына қарай:
-жекеленген;
- секциялық;
- щпиндельді;
- бәсеңдеткішті;
- т. с. с..
1.1.1 Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
Түптік қозғалтқыштардың ең елеулі түрлі дизайнімен және жұмыс принципімен ерекшеленетіні айналмалы (турбобұрғы, бұрандалы түптік қозғалтқыш және электрбұрғы) және соқпалы (гидро- және пневмотоқпақ) түрлері. Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің (1.1-сурет) жұмыс органы роторлы-статор жүйесі болып табылады. [1]
1.1-сурет-Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрі
Статор түптік қозғалтқыштың айналуға қарсы корпусында тіркелген, ал ротор - білікте. Түптік қозғалтқыштың корпусы бұрғылау құбырларымен қосылған, білік - қашаумен. Энергия тасымалдаушы түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің жұмыс органдары ротор мен статорда ауқымы бойынша және қарама-қарсы бағытта тең күш моменттерін тудырады (активті және реактивті деп аталатын). Активті момент қашауды бұру үшін пайдаланылады, реактивті момент бұрғылау құбырлары колоннасына қабылданады және жоғарыда орналастырылған жетек механизмдері мен ұңғы қабырғаларында тоқтатылады.
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрінің жұмыс органдарының қосымша негізгі элементтері: осьтік және радиалды подшипниктер, біліктің шыға берісін тығыздау.
Түптік қозғалтқыштың айналмалы түрін мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылауда ең көп пайдаланылады (жалпы 80% астам).
1.1.2 Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі (1.2-сурет) қашауға қайталама-ілгерілемелі қозғалыс арқылы әсер етеді. Мұндай түптік қозғалтқыштың негізгі жұмыс органы поршень-балғанының қашауға берілетін соққы энергиясы болып табылады. Балғаның төмен (жұмыстың жүрісі) және жоғары (кері жүріс) қозғалысын автоматты айналмалы сұйық немесе сығылған газбен қамтамасыз етеді. Соққылы түптік қозғалтқышының түрлі конструкцияларында ұңғымаға енгізілген сұйықтықтың (газдың) энергиясы поршень-балғаның тек түзу немесе қарама-қарсы жүрісіне немесе тек қана түзу жүрісі үшін және сол сияқты қарама-қарсы жүрісі үшін пайдаланылады. Соққылы түптік қозғалтқыштар сұйықтық (гидротоқпақ) және сығылған газбен (пневмотоқпақ) әрекетке келтіреді.
1.2-сурет-Түптік қозғалтқыштың соққылы түрі
Гидро- мен пневмосоққыштар негізінен қатты пайдалы қазбалардың 1500 м тереңдікке дейін шағын диаметрлі ұңғымаларды бұрғылау жұмыстары үшін пайдаланылады. Түптік қозғалтқышты пайдалану (ротормен салыстырғанда) бұрғылау жылдамдығын арттыру арқылы бұрғылау техникалық және экономикалық параметрлерін арттырады, энергия тұтынуды азайтады, бұрғылау колоннасының апаттарының санын азайтады.
1.1.3 Бұрандалы түптік қозғалтқыш
Бұрандалы түптік қозғалтқыш (БТҚ) - гидравликалық түптік қозғалтқыштың көлемді түрі, планеталық механизм схемасына сәйкес жасалған жұмыс органдары жуу сұйықтығының энергиясымен қозғалады. Бұрандалы түптік қозғалтқыш бағытталған, терең, тік, көлденең және басқа да ұңғымаларды бұрғылауға арналған. Сонымен қатар құмды тығындарды, цемент көпірлерді, тұз кен орындарын және т.б. бұрғылауда да қолданылады.
1.3 - сурет - Бұрандалы түптік қозғалтқыш
БТҚ мынадай негізгі құрамдас бөліктер мен компоненттен тұрады:
- қозғалтқыш бөлігі: оның ішіне ротор және статор кіреді;
- шпиндель бөлігі: қабатты осьтік подшипник, радиалды мойынтіректерді және алдыңғы сальникті қамтиды;
- асыра құю клапаны, жалғағыш және жұмыс аударғылары.
Болат статор ішінде айнала сол бағытты бұрандалы тісті ысытылған резеңке қоршауы бар. Болат роторда хромдалған қабатпен сол жақ бағытта тістер кесілген. Ротор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірі кем болады. Ротор мен статор тістерінің арнайы профильі статордың жұмыс камераларының бір қадам ұзындығын қалыптастыру арқылы бір-бірімен үздіксіз контактіні қамтамасыз етеді. Қозғалтқышқа сорғыдан түсетін жуу сұйықтығы теңдестірілмеген күштердің әсерінен ротор статорға қатысты бұрылған кезде ғана қашауға өтуі мумкін.
Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 910, 67 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.
Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді, гидравликалық жүктеме мен түптің реакцияларын, қашаудың радиалды тербелістерінің азаюын қабылдайды.
Артық ағынды клапаны тізбекті БТҚ-мен бірге көтеру кезінде бұрғылау құбырларынан жуу сұйығын ағызу және бұрғылау тізбегін ұңғымаға түсіру кезінде толтыру үшін арналған.
Бұрғылау қондырғысына бұрандалы түптік қозғалтқыш сақтандырғыш тығындарымен жинақталған күйде жеткізіледі.
Қозғалтқыштың жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптама жасалуы тиіс. Статор мен шпиндель корпусында жарықтар мен майысқан жерлерінің болмауына, қозғалтқыштың корпус бөліктері қосылатын бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанар жерінің резбасының жағдайына, бұрап нығайтылған аралық резбаның нығыздығына ерекше назар аударылуы қажет.
Қозғалтқыш пайдаланылуы тиіс, егер:
- жуу сұйықтығы ретінде су немесе тығыздығы 210 кгм аспайтын балшық қолданылады;
- құрамында құм салмағы 2% -дан артық емес;
- қатты бөлшектер мөлшері 1 мм-ден кем;
- түптік температура 100 ° С артық емес.
Жуу сұйықтығының құрамында қатты бөлшектердің артуы жұмыс органдарының (ротор-статор) жылдам тозуына әкеледі. Түптік аймақта температураның өсуі статор эластомерінің қаттылығына әсер етеді және қозғалтқыш ресурсын азайтады.
Көмірсутекпен негізделген реагенттер қамтитын бұрғылау сұйықтығы статордың резеңке қаптауларының (эластомерлер) ісінуіне және қозғалтқыштың мерзiмiнен бұрын істен шығуына әкеледі.
Көлемдік қозғалтқыш жетегіндегі дифференциалдық қысым ұсынылған ең жоғары жұмыс көрсеткішінен асуы статор жұмысын қысқартады.
1.2 Бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқыштың (БТҚ) құрылымы
Бұрандалы түптік қозғалтқыштың құрылымы мысалына Д1-172 қозғалтқышын қарастырайық. Қозғалтқыш түптегі температура 120°С - тан төмен мұнай және газ ұңғымаларын диаметрі 215,9...244,5 мм қашаумен бұрғылауға арналған.
Д-172 бұрандалы түптік қозғалтқышы көлемдік (гидростатикалық) әсерлі машиналарға қарайды. Басқа түптік гидравликалық қозғалтқыштарға қарағанда бұрандалы қозғалтқыштың бірнеше артықшылықтары бар:
- қозғалтқыш білігінің жоғары айналу моментінде төмен айналу жиілігі қашау рейсына енуінің артуына мүмкіндік береді (турбиналық бұрғылау салыстырғанда);
- қозғалтқыштың жұмысы кезінде сораптардың қадаушасы қысымының өзгеруін көрсеткіштерін бақылауға мүмкіндігі бар;
- қозғалтқышта қысымның төмендеуі өнімділігі жоғары гидро - мониторлы қашауды қолдануға мүмкіндік тудырады.
Әсер етуі бойынша БТҚ ішкі бұрандалы берілісті планетарлы-роторлы көлемдік түрдегі гидравликалық машинаны ұсынады.
Қозғалтқыш ротор мен статордан тұрады. Болат статор ішінде сол бағытта бұрандалы тісті ысытылған резеңкелі қоршауы бар. Болат роторда сол бағытта сыртқы бұрандалы тістер кесілген. Ртор тістерінің саны статор тістерінің санынан бірге кем болғандықтан, нәтижесінде ротор осінің ілінісу үшін статор осінің тіс биіктігінің жартысына тең эксцентритетіне қатысты жылжытылған. Ротор мен статор бұрандалы қадамдары тістерінің санына тура пропорционал.
Бұрғылау қондырғысының сорабынан қозғалтқышқа келетін бұрғылау сұйығы қашауға ротор теңдестірілмеген гидравликалық күштердің әсерінен статорға қатысты айналған жағдайда ғана өтуі мүмкін. Ротор сағат тілімен (абсолютті қозғалысы) планетарлық қозғалыс істей айналғанда, ротордың геометриялық осі статор осіне қатысты сағат тіліне қарсы (аударма қозғалысы) қозғалады. Статор мен ротордың тіс санының айырмасына байланысты (БТҚ түріне байланысты беріліс қатынасы 910, 67 және т.б болуы мүмкін) ауыспалы қозғалыс абсолютті беріліс қатынасы санына дейін төмендейді, бұл қозғалтқыш білігінде төмендетілген айналу жиілігі мен жоғары бұраушы моментті қамтамасыз етеді.
Д-172 бұрандалы (көлемдік) түптік қозғалтқышы құрамына келесі негізгі бөлісдер кіреді: қозғалтқыш 2 бөлімі, шпиндель 4 бөлімі, төгу клапаны 7 және кардан білігі 3. Төгу клапаны арқылы бұрғылау құбырларынан бұрғылау сұйығын тізбекті эксцентрлі (планетарлық) айналыстағы роторымен көтеру кезінде шпиндель бөлімінің білігіне ағызып жіберу жүзеге асырылады. Шпиндель бөлімі қашауға бұрғылау құбырларынан осьтік жүктеме беру үшін қызмет етеді.
Қазіргі уақытта өндірісте келесі бұрандалы түптік қозғалтқыштар шығарылуда: Д1-88; Д1-127; ДЗ-172; Д4-17! Д1-195; Д2-195; ДЗ-195 (7.3 - кесте). Бұл қозғалтқыштардың құрылымы қуысында бұралу жолағы орналасқан жеңіл қуысты роторды пайдалану арқылы жетілдірілген.
Ротор салмағын азайту және кардан білігін бұралу жолағымен алмастыру қозғалтқыш ПӘК-і мен сенімділігін арттыруға мүмкіндік берді.
Бұрандалы қозғалтқыштар қондырғыға бұрандалы қауіпсіздік қалпақшаларымен жиналған түрде жеткізілуі тиіс, бұл жұмыс органдарына бөгде заттардың түсуін және бұранданың зақымдануын болдырмайды. Қозғалтқыштарды тастымалдаған кезде сүйреуге және лақтыруға рұқсат етілмейді.
Қондырғыға жеткізілген қозғалтқыш жұмысын бастамас бұрын сыртқы сараптамаға жіберіледі. Статор мен шпиндель корпусының жарықтары және майысқан жерлеріне, бұрғылау құбырлары мен қашауға жалғанатын бұрандалар жағдайына, сонымен қатар қозғалтқыштың корпустық бөлшектерін қосатын аралық бұрандалардың бекітілу тығыздығына ерекше назар аударылуы тиіс. корпустық бөлшектері мен бұрандаларында ақауы бар қозғалтқыштар жұмысқа жіберілмейді: егер бұрандалы қосылыстары толық бекітілмеген жағдайда машина кілттерімен қатайтады. Статордың шпиндельден босап кетуінің алдын алу үшін қондырғыға қосқыш аударғымен қосылған статордың төменгі бұрандасын бекітіп қатайту ұсынылады. Ұңғыға түсіруден бұрын әрбір қозғалтқыш іске қосу жеңілдігін және бұрандалы қосылыстардың герметикалығын тексеру үшін ұңғы сағасында сынақ жасалуы тиіс. Қоғалтқыш қажет бұрғылау сорабынан шыққан 2,5 МПа - дан кем қысымда бірқалыпты іске қосылуы керек. Қозғалтқыш білігінің бос жүрісі серпіліссіз және қатып қалусыз айналуы мен сораптарды өшіргенде тез тоқталтылмауы тиіс.
Қозғалтқыштты іске қосымен бірге төгу клапанының жұмысқа қабілеттілігі тексеріледі. Клапан қозғалтқышқа жіберілген жуу сұйықтығы клапан корпусының шеткі саңылауларынан ақпайтындай тығыз жабылуы керек: циркуляцияны өшіргенде клапан ашылуы керек.
Клапан ротор деңгейінен төмен түсіріп тексерілуі тиіс, әйтпесе, клапанды жабу алдында және оның ашылуында қондырғы аумағанда жуу сұйықтығын шашырату мүмкін.
Қыс уақытында қозғалтқышты іске қосу алдында болуы ол 30...40 минуттай бу немесе ыссы сумен жылытылуы тиіс. Бұрандалы қозғалтқыштар тығыздығы және тұтқырлығы әр түрлі жуу сұйықтығында жұмыс істей алады: суда (тұщы, теңіз және қабаттық), тығыздығы 2,2 г см3 дейін сазды ерітінділерде, газдалған сұйықтықтарда. Алайда қозғалтқыштың ұзақ мерзімді және сенімді жұмысы ең алдымен бұрғылау сұйықтығын тазалау сапасына байланысты, құрамындағы құм мөлшері 0,5...1 % - дан аспауы керек. Бұрғылау сұйығының құрамында құм мөлшерінің жоғары болуы жұмысшы органдарының қарқынды тозуына әкеледі. [4]
1.3 Бұрандалы қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі мен мақсаты
Бұрандалы қозғалтқыш - түптік гидравликалық машинаның бір түрі болып табылады. Мұндағы жуу сұйықтығындағы қуат ағынын айналмалы қозғалыстағы механикалық қуатқа алмастыру үшін бұрандалы механизм қолданылған.
Бұрандалы түптік қозғалтқыштар мұнайлы және газды ұңғымаларды қалақшалы және алмастан жасалған қашаулармен бұрғылау үшін қажетті қондырғы болып табылады.
Түрлі аймақтарда жүргізілген жұмыс нәтижелерінің арқасында бұрандалы қозғалтқыштардың кез-келген тығыздықтағы жуу сұйықтығымен жұмыс істей беретіндігі анықталған. Тіпті, тығыздығы 1гсм3 ден кем сұйықтықтардан бастап тығыздығы ауырлатылған 2гсм 3 және тұтқырлығы 90 с бастап СПВ - 5 дейін болатын сұйықтықтар пайдаланыла береді.
Бұрандалы қозғалтқыштың турбобұрғыдан ерекшелейтін ең басты айырмашылығы, оның жұмысты аса қатал жағдайларда атқара алуы.
Стендтік және кәсіптік сынақтардың нәтижелеріне мән берер болсақ, максималді қуатқа шамалас режимде жұмыс істеген кезде, бос жүріс кезіндегі екпінінен қозғалтқыштың айналу жиілігі 20 - 28% дейін төмендейді.
Бұрандалы түптік забой қозғалтқыштардың төменгі интервалдағы ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылатындығын және ондағы механикалық әсіресе рейсті жылдамдығының көрсеткіштерінің бұрғылаудың жоғарғы интервалдарына қарағанда әлдеқайда төмен екендігін негізге алсақ, БТҚ қолдану кезіндегі жұмсалатын уақытты бағалай аламыз. Ол негізіне, бүкіл ұңғымаларды бұрғылауға жұмсалатын уақыттың 50%-нан кем болып табылады.
Бұдан бөлек, көлбеу және тігінен бағытталған ұңғымалар сияқты аса күрделі және қымбат жұмыстар тек осы БТҚ пайдалану арқылы ғана жүзеге асырылады.
Ұңғымаларды қосымша ұңғыларды бұрғылау арқылы қалпына келтіру жұмыстарын атқару кездерінде де негізінен осы БЗҚ қолданылады.
Күрделі жөндеу жұмыстарды орындаған уақытта бүкіл бұрғылауға байланысты операциялардың 90%-дан астамы осы қозғалтқыштар арқылы жүзеге асырылады.
Көлемді қозғалтқыштар жұмыс камераларының сұйықтықтарға толтырылып, ығыстырғыштардың орын ауыстыруы арқылы пайда болатын гидростатикалық қысымның негізінде қызмет етеді.
Бұл жердегі ығыстырғыштың рөлін атқаратын жұмысшы орган. Ол тиісінше сұйықтықтың қысымы арқылы әсер ету арқылы жұмыс атқарады.
Ротор статорда эксцентриситетпен бірге орналасқан. Осының арқасында статордағы бұранда сызықтар мен ротордағы кірістердің саны әртүрлі болғандықтан олардың өзара байланысушы беттері тұйықталған беттердің қатарын түзеді. Бұл беттер- төменгі және жоғарғы қысымдық көрсеткіштердегі камералардың арасындағы шлюздер.
Шлюздер қозғалтқыш арқылы сұйықтықтағы бос тоқ қуатын тоқтатады, ал ең бастысы дәл осылардың ішінде сұйықтықтың қысымы айналмалы кезеңді тудырады.
Жұмыс істеу ретінің негізгі ерекшеліктеріне келесілерді жатқызуға болады:
- үлестіруші құралдардағы лезде тозушылықтың жоқтығы, яғни қолданыстағы төзімділігі. Бұл ерекшелік жұмыс органдарына сұйықтық үлестірілімінің автоматты түрде жүзеге асатындығынан. Ол ротор мен статордағы бұрандалы денелердің тістері мен айналымдарының негізінде жүзеге асырылады.
- жұмыс органдарының кинематикасы. Оның қозғалысында сырғу мен томалау процесстері өзара байланысып, соңғысының баяу жылдамдығының арқасында жұмысшы жұптың төзімділігін арттырады;
- кеңістіктегі контактілі сызықтың үздіксіз орын ауыстыруына (ротор мен статордың томалау нүктелерінің геометриялық орны), нәтижесінде томаланатын сұйықтықтың құрамында болатын механикалық қоспа жұмыс органдарынан ағынмен шығарыла алады.
Қозғалтқыш негізгі үш түйіннен тұрады: қозғалтқыш бөлімі, шпиндель бөлімі және қайта құю клапаны.
1 статорда сол жаққа бағытталған бұрандалы 10 тісі болады. Олар эластомердан айнала қоршай отырып жасалады.
2 ші сыртқы бет роторында сол жаққа бағытталған 9 бұрандалы тісі болады. Конструкцияланған болаттан немесе таттануға берік болаттан тістерін хромдау арқылы жасалады.
1 - статор; 2 - ротор; 3 - екі топсалы қосылыс; 4,5,11 - жоғарғы, орта және төменгі аударғы; 6-көп қатарлы өжет шардың ығы; 7 - радиал мойынтірек; 8 - шпиндель білігі; 9 - шпиндель корпусы; 10 - муфта жалғағыш; 12 - ниппель; 13 - керу шығыршығы;
1.4 - сурет - Бойлық және көлденең тіліктердегі бұрандалы түптік қозғалтқыш
Екінші еңіс ротордың жоғарғы ұшы тығындымен жабылған және бос, ал төменгі ұшына екі топсалы қосылыс байланыстырылған, ол ротордың планетарлық қозғалысын шпиндель бөлігінің бір осьтік айналмасына түрлендіру.
6 сүйеніш шпиндельдік бөліктегі білік мен қозғалтқыштағы роторға әсер ететін осьтік күшті қабылдауға арналған.
Қозғалтқыштың роторына түсірілетін осьтік күш өзінің ауыртпалығы бойынша қашауға түсірілетін осьтік ауыртпалықпен тең болып табылады, және радиалды мойынтіректер 7 мен екі топсалы байланыстардың жұмысқабілеттілігіне әсер етеді.
Екі топсалы байланысушылар 3 (1.4 сурет) екі тісті жалғастырғыштың негізінде ойластырылып, құрастырылған. Айналмалы кезең тістердің шеткі беттері арқылы жартылай жалғастырғыштар арқылы беріледі.
Топсаның бұрыштық қозғалғыштығы радиалды және шеткі саңылаулар арасындағы эвольвентті ілініс арқылы жүзеге асады, ал шарнирдің тістері арқылы берілетін кезеңдердің біркелкілігі жартылай жалғастырғыштардың тістерінің орындалуымен жақсара түседі.
Шарнирдің ішкі беті қою майға толы және резеңке дөңгелектермен толтырылып, тығыздалған. Қисаю бұрышын кішірейту үшін шарнирлер ұзындығы бойынша тіркелген және конустық беттермен аралық құбырлар арқылы өзара байланысқан.
Радиалді сүйеніш ретінде резеңкелі металдан жасалған мойынтіректер қолданылған 7, ол өзінің жуылатын сүйықтық ортасындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
1-шарнир жиында; 2-құбыр; 3- топсаның корпусы; 4-жартылай жалғастырғыш; 5-шар; 6-нығыздағыштың шығыршығы; 7-гайка
1.5 - сурет - Екі топсалы қосылысты түптік қозғалтқыш
Д-172 қозғалтқышының негізгі ерекшеліктері:
- қосу кезіндегі қозғалтқыштың сенімділігін қамтамасыз ететін жұмыс
органдарының геометриясы өзгертілген.
- қозғалтқыштың жұмыс көлемі ұлғайтылды, және ендігі кезеңде біліктің айналу жиілігі 1,3-1,5 есеге дейін төмендетілді.
- ротордың татқа төзімді болаттан жасалуы және жұмыс беттерінің тегістелуі, өз кезегінде жұмыс органдарының төзімділігі мен беріктігін арттырады.
- топсалы байланыстардың ішкі беттерінің жаңашаландырылған жүйеде тығыздалуы. Ол өз кезегінде осы бір жауапты түйіннің ұзақ уақыттар бойы қызмет етуін қамтамасыз ете алады.
- тіректік мойынтіректің оңтайландырылған құрылысы.
Жоғарыда айтылып өткен құрылыстық айырмашылықтар қозғалтқыштардың қызмет ету сапасының жоғарылауын қамтамасыз ете отырып, бұрғылаудың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін күшейтуге көмектесті.
Бұрғылау жұмыстарын орындау кезінде және тығындарды алу кездерінде 2 түрлі түптік қозғалтқыштарын кеңінен пайдаланады- көлемді және динамикалық әсер ететін.
Біріншілеріне бұрандалы және аксиальді-поршендік қозғалтқыштар ал екіншілеріне турбобұрғылар жатқызылады.
Әсіресе, көлемді түптік қозғалтқыштарды пайдалану ал оның ішінде бұрандалыны пайдалану әлдеқайда тиімді болып табылады, себебі олар түрлі жағдайлардағы сипаттамаларға көбірек сәйкес келеді.
Бұдан бөлек, осы қозғалтқыштарды пайдалануға технологиялық сұйықтықтың әлдеқайда аз мөлшері жеткілікті болып табылады, ал бұл қасиет тіректердің беріктігін қамтамасыз ету үшін қажет.
Түрлі аймақтарда жүргізілген жұмыс нәтижелерінің арқасында бұрандалы қозғалтқыштардың кез-келген тығыздықтағы жуу сұйықтығымен жұмыс істей беретіндігі анықталған. Тіпті, тығыздығы 1гсм 3 де кем сұйықтықтардан бастап тығыздығы ауырлатылған 2гсм 3 және тұтқырлығы 90 с бастап СПВ - 5 дейін болатын сұйықтықтар пайдаланыла береді.
Ол құрылысы жағынан өте қарапайым, әрі турбобұрғыға қарағанда ұзындығы әлдеқайда қысқа, ал салмағы аз.
Қозғалтқыш ұзындығының қысқалығы еңіс әсіресе горизонталды ұңғымаларды бұрғылауға өте ыңғайлы. Себебі оның қисаю радиусын, және сәйкесінше ұзындығын минимумға дейін азайтуға болады.
БТД-ны қатты түрлерді бұрғылауда пайдаланған кезде, қашау ұңғымасы 2 еседен артық көбейеді, ал жұмсақтарда турбобұрғымен салыстырғанда 20-30%-ға дейін , ал екі жағдайды қоса есептегендегі бұрғылаудың механикалық жылдамдығы 20-50% пайызға дейін аз.
БТД-ны турбобұрғымен салыстырғандағы ең басты ерекшелігі, оның нақты қатал жағдайларда жүмыс істеу сипаттамаларында.
Стендтік және кәсіптік сынақтардың нәтижелеріне мән берер болсақ, максималді қуатқа шамалас режимде жұмыс істеген кезде, бос жүріс кезіндегі екпінінен қозғалтқыштың айналу жиілігі 20-28% дейін төмендейді.
Бұрандалы түптік қозғалтқыштардың төменгі интервалдағы ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылатындығын және ондағы механикалық әсіресе рейсті жылдамдығының көрсеткіштерінің бұрғылаудың жоғарғы интервалдарына қарағанда әлдеқайда төмен екендігін негізге алсақ, БЗҚ қолдану кезіндегі жұмсалатын уақытты бағалай аламыз. Ол негізінен бүкіл ұңғымаларды бұрғылауға жұмсалатын уақыттың 50%-нан кем болып табылады.
Бұдан бөлек, көлбеу және тігінен бағытталған ұңғымалар сияқты аса күрделі және қымбат жұмыстар тек осы БТҚ пайдалану арқылы ғана жүзеге асырылады.
Ұңғымаларды қосымша ұңғыларды бұрғылау арқылы қалпына келтіру жұмыстарын атқару кездерінде де негізінен осы БТҚ қолданылады.
Күрделі жөндеу жұмыстарды орындаған уақытта бүкіл бұрғылауға байланысты операциялардың 90%-дан астамы осы қозғалтқыштар арқылы жүзеге асырылады.
Әсер ету принципінің ерекшелеріктеріне жатқызу қажет:
- үлестіруші құралдардағы лезде тозушылықтың жоқтығы, яғни
қолданыстағы төзімділігі. Бұл ерекшелік жұмыс органдарына сұйықтық үлестірілімінің автоматты түрде жүзеге асатындығынан. Ол ротор мен статордағы бұрандалы денелердің тістері мен айналымдарының негізінде жүзеге асырылады.
- жұмыс органдарының кинематикасы. Оның қозғалысында сырғу мен домалау процесстері өзара байланысып, соңғысының баяу жылдамдығының арқасында жұмысшы жұптың төзімділігін арттырады.
- кеңістіктегі контактілі сызықтың үздіксіз орын ауыстыруы (ротор мен статордың томалау нүктелерінің геометриялық орны), және нәтижесінде томаланатын сұйықтықтың құрамында болатын механикалық қоспа жұмыс органдарынан ағынмен шығарыла алады.
Қозғалтқыш негізгі үш түйіннен тұрады: қозғалтқыш бөлімі, шпиндель бөлімі және қайта құю клапаны.
1-ші статорда сол жаққа бағытталған бұрандалы 10 тісі болады. Олар эластомердан айнала қоршай отырып жасалады.
2-ші сыртқы бет роторында сол жаққа бағытталған 9 бұрандалы тісі болады. Конструкцияланған болаттан немесе таттануға берік болаттан тістерін хромдау арқылы жасалады.
Екінші еңіс ротордың жоғарғы ұшы тығындымен жабылған және бос, ал төменгі ұшына екі топсалы қосылыс байланыстырылған, ол ротордың планетарлық қозғалысын шпиндель білігінің бір осьтік айналмасына түрлендіру.
Қозғалтқыштың роторына түсірілетін осьтік күш өзінің ауыртпалығы бойынша қашауға түсірілетін осьтік ауыртпалықпен тең болып табылады, және радиалды мойынтіректер 7 мен екі топсалы байланыстардың жұмыс қабілеттілігіне әсер етеді.
Екі топсалы байланысушылар 3 (2 - сурет) екі тісті жалғастырғыштың негізінде ойластырылып, құрастырылған. Айналмалы кезең тістердің шеткі беттері арқылы жартылай жалғастырғыштар арқылы беріледі.
Топсаның бұрыштық қозғалғыштығы радиалды және шеткі саңылаулар арасындағы эвольвентті ілініс арқылы жүзеге асады, ал шарнирдің тістері арқылы берілетін кезеңдердің біркелкілігі жартылай жалғастырғыштардың тістерінің орындалуымен жақсара түседі.
Шарнирдің ішкі беті қою майға толы және резеңке дөңгелектермен толтырылып, тығыздалған. Қисаю бұрышын кішірейту үшін шарнирлер ұзындығы бойынша тіркелген және конустық беттермен аралық құбырлар арқылы өзара байланысқан.
Радиалді сүйеніш ретінде резеңкелі металдан жасалған мойынтіректер қолданылған 7, ол өзінің жуылатын сүйықтық ортасындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
Жоғарыда айтылып өткен құрылыстық айырмашылықтар қозғалтқыштардың қызмет ету сапасының жоғарылауын қамтамасыз ете отырып, бұрғылаудың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін күшейтуге көмектесті.
1.4 БТҚ Д-172 қолданыс (жөндеу, қамтамасыз ету) кезінде істен шыққан және тағы да басқа техникалық себептердің пайда болуын анализдеу
Бұрандалы түптік қозғалтқыштар қажетті бөліктерінің санаулылығымен және құрылысының қарапайымдылығымен ерекшеленеді.
Қолданыстағы және техникалық қамтамасыз ету кезіндегі негізгі ережелерді дұрыс ұстанған уақытта олар түрлі жағдайдағы бұрғылау жұмыстарындағы беріктілігімен ерекшеленеді.
Бұрандалы забой қозғалтқыштардың қанағаттанарлықсыз қызмет етуі көп жағдайларда дайындау сапасының нашарлығынан немесе міндетті пайдалану ережелерін сақтамағандықтан пайда болады.
Бұрғылауға қажетті жерге жеткізілген БЗҚ, жұмысқа пайдаланбас бұрын сыртын тексереді.
Шпинделдің сыртқы қорабы мен статорда майысқан және шытынаған жерлерінің жоқ екендігіне аса мән беру қажет, сондай ақ қашау мен бұрғылау құбырларын байланыстырушы бұрандалардың қандай жағдайда екендіктеріне, сонымен қоса
БЗҚ қорабының көптеген бөліктерімен мен бұрандалы байланыстарына көз жүгіртіп мұқият қарау қажет.
БТҚ бірқалыпты іске қосылатын тиегінен қосылуы керек ( тіреуіштегі қысым кезінде 2,5 МПа артық емес)
Бос жүрісте БТҚ ешбір жұлқынусыз және тоқтауларсыз, ал тоқтатылуы шұғыл болмауы керек.
БТҚ тексергенде, бір мезгілде құюшы клапанның да жұмыс қабілеттелігі тексеріледі.
Жуу сұйықтығы берілген кезде клапан ешбік төгілулерсіз тығыз жабылуы, ал айналма тоқтатылған кезде клапан ашылуы керек. Жуу сұйығының шығыны түпті тазалау шарттарына негізделген. Қозғалтқыш жұмысшы жұбының тозуы оның жұмыс сипаттамаларын сақтау үшін ең болмағанда жуу сұйығының шығынын бастапқы мәнін 20...25 % - ға көтереді. Қозғалтқыштың шламдануын болдырмау үшін құралды арттыру алдында немесе қашауды ауыстыру үшін оны көтеру кезінде ұңғыманың түп алдындағы аймағын жуу қажет, сосын аспапты түп үстіне 10...12 м көтерген соң ғана сорғыларды тоқтатып, іске қосушы клапанды ашу керек.
Қазіргі уақытта бұрандалы түптук қозғалтқыштар тік және көлбеу бағытталған ұңғымаларды бұрғылауда жетекші Ресей мұнай компанияларында кеңінен қолданылады.
Бұрандалы қозғалтқыштарды пайдалану процесінде олардың жұмысқа жарамдылығын мезгіл сайын тексеріп тұру қажет.
Қозғалтқышты жөндеуге жібереді: оның осьтік жүктемелерді қабылдауының елеулі төмендеуі кезінде; шпиндель остік люфтісінің рұқсат етілгеннен өсуі; ұңғыма сағасында қиын іске қосылуы немесе іске қосылмауы немесе қозғалтқыштың шламдануы.
Қыс уақыттарында БТҚ қосу үшін оны бумен немесе ыстық сумен 30-40 қыздыру қажет. Бүрғылау құралын бұрғылауға дайындау негізі болып, ұңғыманы дұрыс бұрғылау тәсілін дұрыс таңдаумен байланысты болып табылады. [3]
Пайда болуы мүмкін және кездесетін ақаулардың тізімі, және олардың алдын алу жолдары келесі 1.1 - кестеде көрсетілген.
1.1 - кесте - Ақаулардың түрлері және олардың алдын алу
Ақау түрі
Себебі
Шешу жолдары
Бұрғылауда
Жөндеу кезінде
Айдағыш сызықта аса жоғары қысымда қосу
Статордың резеңке қаптамасының қабаттанып түсуі немесе бүлінуі
Қозғалтқышы ауыстыру
Статорды ауыстыру
Шпинделдік бөлігінің дұрыс реттелмеуі немесе сыналануы
Дәл солай
Шпиндалді бөліктің реттелуін тексеру. Қажет болған жағдайда бөліктерді тазалау немесе ауыстыру
Қозғалтқыштың ұңғымада жұмыс істеу кезіндегі айдағыш сызықта қысымның жоғарылауы
Сүзгінің бітеліп қалуы
Фильтрін тазалау және қозғалтқышын ауыстыру
Қозғалтқышты бөлшектеп тазарту. Бөгде заттарды алып тастау немесе жұмыс істейтін органдарын ауыстыру
Қашауды жерден көтерген жағдайда да қысымның көрсеткіші төмендемейді
Қозғалтқышқа бөгде заттардың енуі және жұмыс істеуші бөліктерді, статордың резеңке бөлігін зақымдауы
Қозғалтқышты ауыстыру
Ұңғыманың механикалық жылдамдығын азайту
Жұмыс органдарының тозуы (ротор,статор)
Шығынды 20-25% азайту немесе қозғалтғышты ауыстыру
Жұмыс органдарын ауыстыру
Қозғалтқыш осьтік жүктемені нашар қабылдайды
Шпиндалді бөлігінің осьтік тірегінің тозуы
Қозғалтқышты ауыстыру
Остік тіреуіштерді ауыстыру
Айдағыш сызықтағы қысымның төмендеуі
Клапанның герметикалық еместігі
Бұрғылау тіреуіштеріндегі бүрандалы байланыстарындағы тығыздығының төмендігі
Клапанды ауыстыру
Жуыылған бұрғылау құбырларын ауыстыру
Клапанның тозған бөліктерін ауыстыру
1.5 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды құрастыру
Қозғалтқыштарлы құрастыру және жөндеу жұмыстарын стандартты турбиналық қоймаларда болатын қондырғылар арқылы жүзеге асырады.
Статордың бұрандаларын шешу кезінде оның сыртқы корпусын майыстыру қаупі зор.
Егер де кілттік жұдырықшалары оның бетінде орналасқан болса, жоғарыдағы келтірілген жағдайды болдырмас үшін кілттің жұдырықшасын статордың бетімен бір мезетте ұстау керек.
Роторды статордан бұрап алу арқылы немесе 1.7 - суретінде көрсетілгендей шығыр арқылы шығарады.
1.6 - сурет-Статордан алмастырушыны бұрап алу сызбасы
1.7 - сурет-Жұмыс жұбын бұзудың сызбасы
Қозғалтқыш шпинделін, діл турбобұрғылар сияқты бөлшектейді. Әсіресе остік тірегіне көп мән береді: тіректі біліктен дорбамен шешіп алған дұрыс. Шарларды бір добрадан екінші дорбаға ауыстыруға немесе жөнделгендердің орнына басқа шарларды пайдалануға болмайды. Жеке шарлардың жойылған жағдайында немесе мойынтіректің екеуінен де осы шарлардың қатарын өшіріп тастауға болады.
Статордың сырттай резеңке қабатының түгелдігі тексеріледі, диаметрін қадағалайды Dе.
Статор арнасының қисықтығын статор қабатыны ұзындығымен тең болатын калибрмен тексереді. Сондай-ақ диаметра Dе көлеміне сәйкес, қажетті көлемдегі диаметрдегі калибр қолданылады. Егер да калибр бүкіл қабатына кірмейтін болса, мұндай статорды жарамсыз деп таниды.
Басқа бөліктеріне бағытталған қадағалау жұмыстары мен жарамдылықтарын тексеру жұмыстары қарапайым түптік қозғалтқыштарға қойылатын талаптардың ерекшеліктеріне сай жүргізіледі.
Қозғалтқыштарды жинай кезінде оның бөліктерін 1.2-кестесіне сай етіп майлайды.
1.2 - кесте-Жұмыс кезіндегі бұрандалы қозғалтқыштардың майы
Бөлімі мен бөлігі
Майлаушы материал және стандарттың нөмірі
Пайдалану тәсілі
Пайдаланатын жері
Шпиндель білігі
ГОСТ 20799-75 бойынша И30А немесе И45А маркілі индустриалы май
Қабатпен жағылады
Отырғызатын бөлігі
Статор, ротор, төменгі тіреуіші, төменгі тіреуіштің төлкесі
ГОСТ 6757-73 бойынша техникалық май
Дәл сондай
Резеңке беті мен резеңкеге тиетін дене беті
Шарнир
ГОСТ 6267-74 бойынша ЦИАТИМ-201 майы
Толтырылады
Жартылай жалғастырғыш шарнирлардың арасының ішкі беті
Корпусқа бекітілетін бөліктер
МРТУ 12Н98-64 бойынша насос майы
Қабатпен жағылады
Біліктердің сырқты беттері
Бұрандалы байланыстар
ТУ38-101330-73 бойынша Р-113 майы
Дәл сондай
Бұранда көрінісі
1.6 Бұрандалы түптік қозғалтқыштарды қолдану аймағы және тиімділігі
Отандық ондаған жылдар бойы түптік қозғалтқыштар эволюциялық даму жолынан өтіп, жоғары көсеткіштерді алуды қамтамасыз етіп, бұрғылау мен мұнай және газ ұңғымаларын жөндеудің тиімді техникалық құралына айналды. Бұрғылау үлесінің салмағының тұрақты өсуі БТҚ объективті қолайлы факторлар (жаңа буын бұрғылау нарығында төмен жылдамдықтағы төмен айналымды шорошкалы қашаудың пайда болуы мен бұрғылау жұмысы жаңа технологияларының дамуы) ретінде түсіндіріледі және қозғалтқыштарды пайдаланудағы маңызды артықшылықтарының ішінде бірінші кезекте атап өткен жөн:
- қолайлы энергетикалық сипаттамалары - төмен айналу жиілігінде жоғары айналу моменті түрлі түрдегі қашауды тиімді өңдеуді қамтамасыз етеді;
- қозғалтқыш қысымының салыстырмалы аздап төмендеуі гидро - мониторлы қашауды қолдануға мүмкіндік береді;
- әр түрлі тығыздықтағы (газдалғаннан бастап 2000 кгм3 дейін және одан жоғары ауырлатылған тығыздықты) бұрғылау сұйығын қолдану мүмкіндігі;
- ең төменгі турбобұрғылармен салыстырғанда осьтік өлшемдері және
жоғары арнайы айналушы моменті, қозғалтқыштарды көлбеу бағытталған және көлденең ұңғымалардың түрлі қисықтық радиусында бұрғылауда қолдануға мүмкіндік береді.
Ұңғыманы күрделі жөндеуде қазіргі уақытта кіші өлшемді бұрандалы қозғалтқыштар іс жүзінде еліміздің барлық бөліктерінде қолданылатын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz