Иные способы увеличения ударо- и виброзащитных свойств бурильной колонны и КНБК
Применение амортизирующих устройств и другие способы увеличения устойчивости бурильной колонны и элементов КНБК
Использование виброзащитных устройств
Одной из эффективных мер, уменьшающих вероятность появления вибраций при бурении, является применение виброзащитных устройств, называемых «амортизатор ударов», «переводник-амортизатор», «виброгаситель», «демпфер», «забойный амортизатор» и др.
Амортизатор – устройство, работающее в скважине как податливый элемент, обеспечивающий поглощение (или снижение) вибраций и ударов при передаче осевой нагрузки и крутящего момента. Конструкция амортизатора представляет собой корпус и внутренний вал (шпиндель, шток), движущихся относительно друг друга и разделенных упругим элементом, обладающей большой податливостью и способностью служить механическим фильтром частот.
В современных виброзащитных устройствах в качестве амортизирующего узла используются резиновые и резино-металлические элементы, винтовые и тарельчатые пружины, сжатые стальные сетки, скрученный стальной трос, сжатый под определенным давлением в камере.
Одна из первых отечественных конструкций амортизатора для глубокого бурения на нефть и газ разработана в конце 60-х годов прошлого столетия. В настоящее время Компанией «ВНИИБТ-Буровой инструмент»серийно выпускаются амортизаторы пружинного типа АН1 семи типоразмеров (рисунок 2.1)
|
|
|
Рисунок 2.1 – Наддолотный амортизатор пружинного типа АН1
Также известными производителями амортизирующих устройств являются: ООО «Торговый дом «Радиус-Сервис» (Россия); ООО НПП «Буринтех» (Россия); «Тиан» (Китай); Компания «Бико Дриллинг Тулс» (США); «Дрилл Мастер» (США). ООО «Фирма «Радиус-Сервис»серийно выпускает наддолотные амортизаторы RST и RSA (рисунок 1.27); ООО НПП «Буринтех» - корректоры подачи-демпферы КПД (рисунок 1.28) и забойные протекторы ПЗ (рисунок 2.4) [18]; «TIANHE» - амортизаторы двойного действия типа SJ (рисунок 2.5); «Бико Дриллинг Тулс» - (Shock-EZE).
Рисунок 2.2 – Наддолотный амортизатор RST
Рисунок 2.3 – Корректор подачи-демпфер
Рисунок 2.4 – Протектор забойный
Рисунок 2.5 – Амортизатор двойного действия типа SJ
Компанимей «Дрилл Мастер» (США) разработано стабилизирующее устройство «STA BIT» (рисунок 2.6). Опытно-промышленные испытания «STA BIT» в комплексе с долотом PDC имели успешный результат. Было достигнуто значительное снижение уровня вибрации. Исследования проводились при различных вариантах установки стабилизирующего устройства: над долотом и над ГЗД. Измерения уровня вибраций без стабилизирующего устройства и со стабилизирующим устройством «STA BIT» приведены графически. Если на первом из них зафиксированы значительные колебания осевой динамической силы с частотой более 15 Гц, то на втором рисунке колебания намного слабее.
|
|
|
Рисунок 2.6 – Стабилизирующее устройство «STA BIT»
Рисунок 2.7 – Измерение уровня вибраций
На рисунке 2.7 слева показан уровень вибрации без стабилизирующего устройства (высокий уровень колебаний), а справа - со стабилизирующим устройством.
Опытно-промышленные испытания стабилизирующего устройства «STA BIT» показали следующее:
1 устройство гасит низкочастотные колебания с частотой более 15 Гц;
2 позволяет повысить надежность и долговечность долота, ГЗД и бурильных труб в результате уменьшения действующих на них динамических нагрузок;
3 значительно повышается коэффициент полезного действия ГЗД, вследствие уменьшения энергии, затрачиваемой на продольные колебания,
4 применение устройства позволяет выбрать максимальную нагрузку на долото и высокую частоту вращения при исключении вредного влияния на отработку долота вибрации бурового инструмента;
|
|
|
5 средняя механическая скорость увеличилась на 15%-20%. ОАО НПО «Буровая техника» разработано двойное опорно-центрирующее устройство (ДОЦУ), предназначенное для предотвращения возникновения флаттерной неустойчивости и, следовательно, процесса разрушения резцов.
Первые испытания на глубине 4000 м на месторождениях Республики Коми показали, что ДОЦУ в КНБК позволяет выдерживать вертикальный ствол без снижения нагрузок на долото и формировать ствол правильной формы. При этом повышение механической скорости бурения сопровождалось снижением не только поперечных, но и осевых вибраций на долоте.
Иные способы увеличения ударо- и виброзащитных свойств бурильной колонны и КНБК
Антивибрационные промывочные эмульсии оказывают комплексное воздействие на процесс бурения: охлаждают породоразрушающий инструмент, удаляют с забоя разбуренную породу, снижают абразивное воздействие шлама на вооружение долота. Помимо перечисленных основных функций обладают повышенными смазочными и антивибрационными свойствами. Они гидрофобизируют трущиеся поверхности и ингибируют коррозионные процессы с образованием на поверхности трения смазочных пленок, способствующих устранению микрошероховатостей и снижению удельных нагрузок. Большинство смазочных добавок способствуют увеличению проходки на долото на 20%-40% и механической скорости на 15%-25%, значительно уменьшают риск возникновения прихватов и время, необходимое для их ликвидации.
|
|
|
Для приготовления эмульсионных растворов используют следующие марки концентратов: пасту кожевенную эмульгирующую, эмульсол лесохимический ЭЛ-4, эмульсол нефтехимический ЭН-4, концентрат солестойкой промывочной жидкости Ленол-1, концентрат солестойкой промывочной жидкости Ленол-32, концентрат солестойкой температуростойкой промывочной жидкости Морозол-2. Смазочные добавки должны удовлетворять следующим требованиям: адсорбироваться на металлических поверхностях с образованием реологически пластичного или полупластичного их состояния с высоким пределом текучести; сохранять свои основные свойства в минерализованной среде, во всем диапазоне температур и рН, в которых находится буровой раствор; не растворяться на водной основе; не подвергаться гидролизу или реакциям разложения в водной среде, не оказывать отрицательного воздействия на параметры бурового раствора и проницаемость продуктивного пласта.
Обзор существующих современных антивибрационных средств позволяет
сделать основной вывод, что их включение в технологический процесс бурения
позволяют минимизировать износ периферийных резцов PDC.
Дата добавления: 2022-07-16; просмотров: 36; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!