Материал: 2518

1

2 3 4И

5

иРис. 2.8. Внешний вид ключа буровой автоматический АКБ-4

Вертлюг (рис. 2.9) – это механизм, соединяющий невращаю- Сщиеся талевую систему и буровой крюк с вращающимися бурильными трубами, а также обеспечивающий ввод в них бурового раствора под давлением. Корпус вертлюга 2 (рис. 2.9, а) подвешивается на буровом крюке (или крюкоблоке) с помощью штропа 4. В центре корпуса проходит напорная труба 5, переходящая в ствол 7, соединенный с бурильными трубами. Именно к напорной трубе присоединяется напорный рукав для подачи бурового раствора в скважину. Напорная труба и ствол жестко не связаны, а последний установлен в корпусе 2 на подшипниках 1, чем обеспечивается неподвижное положение штропа, корпуса и напорной трубы при вращении бурильных труб вместе со стволом. Для герметизации имеющихся зазоров между не-

подвижной и подвижной частями вертлюга служат сальники 3.

36

Бурильная колонна –Акомплекс бурильного оборудования, состоящий из ведущей трубы, бурильных труб, бурильных замков, переводникови, утяжеленных бурильных труб, центраторов.

Ведущая труба имеет в большинстве случаев квадратное сечение. Вращающий момент от ротора передается ведущей трубе через вкладыши, вставляемые в ротор. Для каждого размера трубы применяют соответствующие вкладыши, позволяющие ей свободно переме-

Сщаться вдоль оси скважины.

Рис. 2.9. Вертлюг буровой ВБ-60÷250: ба – схема общая; б – внешний вид

Бурильные трубы предназначены для передачи вращения долоту (при роторном бурении) и восприятия реактивного момента двигателя при бурении с забойными двигателями, создания нагрузки на долото, подачи бурового раствора на забой скважины для очистки его от разбуренной породы и охлаждения долота, подъема из скважины изношенного долота и спуска нового и т.п. Для проводки стволов нефтегазовых скважин чаще всего используют бурильные трубы диаметром 114, 121, 146 и 168 мм. Их соединяют по две-три штуки в свечи, которые устанавливают вертикально внутри вышки на специальный подсвечник и тем самым значительно ускоряют и облегчают спускоподъемные операции.

37

Для бурения нефтяных и газовых скважин в России применяют только вращательный метод. Наиболее распространенные способы вращательного бурения– роторное,турбинноеи бурениеэлектробуром.

При роторном бурении двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое при помощи колонны бурильных труб, соединенных с силовой установкой ротором (рис. 2.10). При этом методе скважина как бы высверливается вращающимся породоразрушающим инструментом – долотом (рис. 2.11). Разрушенная порода удаляется из скважины закачиваемым в колонну труб через вертлюг и выходящим через заколонное пространство буровым раствором, пеной или газом. Нагрузка на долото создается частью веса бурильных труб.

Роторы предназначены для передачи вращательного движения бурильной колонне с требуемой частотой и для поддержания на весу бурильной колонны во время бурения, при спускоподъемных и вспо-

Диаметр отверстия в столе ротора определяет максимальный диаметр долота, которое может пройти через него. В связи с этим выпускают роторы с различными диаметрами проходного отверстия (от 400 до 700 мм). В центральное отверстие вставляют два вкладыша 4, а внутрь – два зажима 3. В образовавшемся между зажимами отверстии квадратного сечения свободно размещается ведущая труба также

38

квадратного сечения. Поэтому ведущая труба имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси ротора и воспринимать вращающий момент от стола ротора. Для смазки трущихся деталей и отвода тепла, образующегося при работе зубчатых передач и подшипников, в корпус ротора заливается масло.

аб

При турбинном бурении долото приводится во вращение забойным гидравлическим двигателем – турбобуром, установленным над долотом и преобразующим гидравлическую мощность потока промывочной жидкости, поступающей из бурильной колонны, в механиче- Сскую работу вращающегося вала турбобура и долота. Турбина современного турбобура многоступенчатая (число ступеней от 25 до 350),

осевого типа и состоит из систем статоров и роторов (рис. 2.12).

Как правило, система статоров связана с корпусом турбобура, а система роторов – с валом турбобура. В статоре и роторе поток жидкости меняет направление движения и, перетекая из ступени в ступень, отдает часть гидравлической мощности каждой ступени. В результате мощность, создаваемая всеми ступенями, суммируется на валу турбобура и подводится к долоту. Расчеты показали, что для эффективной работы турбобура необходимо иметь около 100 турбин, т. е. 100 роторов и 100 статоров. С увеличением числа турбин не только повышаются мощность и вращающий момент, но и снижается частота вращения вала турбобура.

39

1

Рис. 2.12. Внешний вид турбины турбобура:

1 – наружный обод статора; 2 – лопатка ротора; 3 лопатка статора; 4 – внутренний ободАстатора; 5 наружный обод ротора;

6 внутренний обод ротора

Для бурения скважин турбинным способом с отбором керна разработаны колонковые турбобуры (турбодолота), предусматривающие применение съемнойбгрунтоноски. Колонковый турбобур представляет собой турбобур с полым валом, на конец которого навинчивается бурильная головка. В верхней части головки грунтоноски имеется бурт для захвата ее ловителем, спускаемым в бурильную колонну при помощи лебедкии. В остальном конструкция колонковых турбобуров аналогична конструкции обычных турбобуров. В России выпускаются турбобуры с наружным диаметром от 102 до 235 мм, что позволяет применять их при бурении скважин долотами различных диаметров.

Основные преимущества роторного бурения перед турбинным – Снезависимость регулирования параметров режима бурения, возможность отработки больших перепадов давления на долоте, значительное увеличение проходки за рейс долота в связи с меньшими частотами его

вращения и др.

При использовании электробуров вращение долота осуществляется электрическим трехфазным двигателем переменного тока. Энергия к нему подается с поверхности по кабелю, расположенному внутри колонны бурильных труб.

Электробур (рис. 2.13) состоит из двух основных узлов – электродвигателя и шпинделя. Вращающий момент двигателя передается на вал шпинделя через зубчатую муфту. Электробур с долотом спускается в скважину на бурильных трубах, которые служат не только для поддержания его на весу, восприятия реактивного момента и по-

40