Конструктивные особенности турбин турбобура. реферат. Реферат На тему " Конструктивные особенности турбин турбобура " по дисциплине "Бурение скважин гидравлическими забойными двигателями "

• Название: Реферат На тему " Конструктивные особенности турбин турбобура " по дисциплине "Бурение скважин гидравлическими забойными двигателями "
• Анкор: Конструктивные особенности турбин турбобура
• Дата: 14.10.2022
• Размер: 1.41 Mb.
• Имя файла: реферат.docx
• Тип: Реферат; #734206

Филиал федерального Государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский Государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина в г. Ташкенте»



Реферат

На тему: “Конструктивные особенности турбин турбобура”

по дисциплине: “Бурение скважин гидравлическими забойными двигателями”

Выполнил: Студент группы УРБ 19-02

Бикчантаев Руслан

Принял: Мамаджанов Э.У.

Ташкент 2021

Оглавление

Введение 3

Конструкция турбин турбобура 3

Основные типы турбин 5

Список используемой литературы 8

Введение

При углублении скважины порода может разрушаться долблением, сверлением или (и) истиранием (последний случай - разновидность предыдущего). Каждому из этих видов разрушения соответствуют основные методы бурения: ударное, вращательное, ударно-вращательное (практически неприменяемое) и дробовое (применяется редко) бурение.

Наибольшее применение получило вращательное бурение. При этом способе цилиндрический ствол формируется непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы в процессе бурения также непрерывно выносятся на поверхность циркулирующим буровым раствором (газом, газированной жидкостью). При вращательном бурении долото внедряется в породу в результате одновременного действия осевого усилия (нагрузки), направленного перпендикулярно к плоскости забоя, и окружного усилия от вращающего момента.

Различают: роторное бурение, - когда двигатель, приводящий во вращение долото на забое при помощи колонны бурильных труб, находится на поверхности; турбинное бурение и бурение с использованием электробура, - когда двигатель расположен у забоя скважины, над долотом. Поток бурового раствора, кроме известных функций, выполняет функции источника энергии.

Роторное и турбинное бурение являются основными способами проводки скважин и используются повсеместно. Особенно широко используется турбинный способ бурения в России.

Конструкция турбин турбобура

Основная часть турбобура — турбина, состоящая из большого числа (более сотни) совершенно одинаковых ступеней. Каждая ступень турбины, в свою очередь, состоит из двух частей: враща­ющейся, соединенной с валом турбобура, называемой ротором, и неподвижной, закрепленной в корпусе турбобура, называемой статором.



Действие турбины:

• 
  / — статор; 
  
• 
  2 — лопатки ротора; 
  
• 
  3 — лопатки статора; 
  
• 
  4 — обод статора;
  
• 
  5 — обод ротора; 
  
• 
  6 — кольцо ротора
  

Статор 1представляет собой гладкое стальное кольцо, на внутренней поверхности которого имеются изогнутые лопатки 3. Концы лопаток соединяются внутренним ободом 4. Ротор состоит из кольца 6и лопаток 2, подобных лопаткам статора, но обращенных выпуклостью в другую сторону. Наружные концы ло­паток ротора соединены ободом 5. Между статором и ротором имеет­ся зазор, обеспечивающий свободное вращение ротора в статоре.

Основные условия построения турбин турбобуров следующие. Для получения необходимой мощности и приемлемого для бу­рения числа оборотов турбина должна быть многоступенчатой. Все ступени турбины должны быть совершенно одинаковыми и обеспечивать пропорционально числу ступеней увеличение мощ­ности и скорости вращения инструмента.

Для получения наименьшего износа турбинных лопаток рото­ры турбины выполняют с тем же профилем, что и статоры турби­ны, лишь с поворотом лопаток в противоположную сторону.

Перепад давления на турбине должен быть в пределах, допуска­емых насосными установками, применяемыми при бурении глубо­ких скважин, и для избежания толчков давления в системе не должен существенно изменяться при изменении режима работы турбин

П. П. Шумилов установил следующие основные закономерности, характеризующие влияние количества промывочной жидкости на работоспособность турбины.

1. Скорость вращения турбины пропорциональна количеству прокачиваемой жидкости

n₁/n₂=Q₁/Q₂, (8.7)

т.е. при увеличении количества прокачиваемой жидкости, например в 3 раза, число оборотов турбины увеличивается также в 3 раза, и наоборот.

2. Перепад давления на турбине пропорционален квадрату количества прокачиваемой жидкости

p₁/p₂=(Q₁/Q₂)², (8.8)

т.е. при увеличении количества прокачиваемой жидкости, например в 2 раза, давление на турбине увеличивается в 4 раза и наоборот.

3. Вращательный момент турбины, как и перепад давления, пропорционален квадрату количества прокачиваемой жидкости

M₁/M₂=(Q₁/Q₂)², (8.9)

4. Мощность турбины пропорциональна кубу количества прокачиваемой жидкости

N₁/N₂=(Q₁/Q₂)³, (8.10)

т.е. при увеличении количества прокачиваемой жидкости, например в 2 раза мощность турбины увеличивается в 8 раз, и наоборот.

Основные типы турбин

Главное различие между типами турбин состоит в разных профилях их лопаток. Лопатки всех турбин конструируются таким образом, чтобы их профили обтекались потоком жидкости с минимальными гидродинамическими потерями. Поэтому различие в профилях сводится в основном к разнице значений и направлений конструктивных углов входа и выхода лопаток.

В зависимости от конструктивного угла входной части лопаток различают три основных типа турбин:

– турбины высокоциркулятивного типа, у которых лопатки статора и ротора имеют серповидный профиль;

– турбины нормальноциркулятивного (или нормального) типа, у которых входная часть профиля лопатки направлена по оси турбины, а выходная часть – под углом;

– турбины низкоциркулятивного типа, у которых лопатки статора и ротора имеют почти плоский профиль.



Конструктивный угол выходной части лопаток влияет на основные энергетические показатели турбины – крутящий момент и частоту вращения. Чем больше этот угол по отношению к оси, тем быстроходнее турбина и, соответственно, выше развиваемый ею крутящий момент.



Профили лопаток турбин разной быстроходности:

1 – наиболее быстроходная турбина;

2 – турбина средней быстроходности;

3 – тихоходная турбина;

4 – турбина нулевой быстроходности – гидротормоз ГТ

Обычно в турбобурах используют турбины симметричного типа, у которых профиль лопаток ротора является зеркальным отражением профиля лопаток статора. Это считается наиболее правильным, потому что в статоре и роторе этих турбин срабатывается одинаковый по величине перепад давления.

Однако существуют и асимметричные турбины с разными профилями и числом лопаток у статора и у ротора. В зависимости от формы профилей перепад давления в статоре может значительно превышать перепад давления в роторе, но может – и наоборот.

В стандартных турбобурах обычно устанавливаются турбины одного типа. Энергетически это наиболее выгодный вариант, т.к. он обеспечивает минимальные затраты давления промывочной жидкости при создании заданной характеристики турбобура. Однако в некоторых случаях практики бурения требуется изменить режимные параметры в ту или иную сторону, а турбины соответствующего типа или не находится, или она просто не существует. Эта задача может быть решена путем установки в одном турбобуре двух типов турбин разной быстроходности, но одинакового габаритного размера. В этом случае менее быстроходная турбина является тормозом по отношению к более быстроходной турбине. Результирующие параметры такого турбобура зависят от параметров каждого типа турбин и их количества.

Ступени гидродинамического торможения являются весьма эффективным средством снижения частоты вращения вала турбобура без потери максимального значения крутящего момента. Однако для их размещения в турбобуре требуется существенно увеличить количество турбинных секций, что не всегда является целесообразным.

При комбинировании разных типов турбин в одном турбобуре для получения требуемой характеристики необходимо помнить, что использование двух (и более) типов турбин, так же как турбины и гидротормоза, собранных на одном валу, энергетически менее выгодно, чем применение одного (оптимального) типа турбины в том же количестве ступеней. В каждом конкретном случае перепад давления на турбине оптимального типа всегда будет ниже, чем тот, который получается при сочетании турбин разных типов или турбины и ступеней ГГ. Однако такую «оптимальную» турбину для каждого случая бурения необходимо специально спроектировать и изготовить. А наличие, например, двух типов турбин – тихоходной и быстроходной – позволяет получать приемлемую характеристику турбобура и, в случае необходимости, оперативно ее изменять.

Список используемой литературы

1. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1974. - 456 с.

2. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Учеб. для вузов. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001. - 679 с.

3.Технология бурения скважин гидравлическими забойными двигателями. Автор(ы): Симонянц С.Л. Издание: РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина, Москва, 2007 г., 158 стр.