Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

инерции Jp = 4,2-10 6 м, диаметре труб d = 0,089 м, ширине лопасти hл = 0,05 м, диаметре пилот-ствола D = 0,3 м.

Если a = 0, что характерно для устойчивого режима разрушения породы, то можно найти угол закручивания инструмента от силы гидродинамического воздействия струи.

Для обеспечения удовлетворительной забурки инструмента в породу угол закручивания лопасти должен быть минимальным. Как следует из приведенных данных, требуемая сила гидродинамического давления струи в приемлемых условиях изменяется в незначительных пределах, что упрощает определение требуемого расхода промывочной жидкости через сопло.

Расход жидкости через сопло для создания необходимой силы давления струи

Q = 1000

(4.9)

где d0 - диаметр сопла.

Расход жидкости при d0 = 0,01 м и рв = 1000 кг/м3 приведен ниже:

Q, л/с.............................. 4,78 4,71 4,66 4,5 4,16 3,76

a, градус......................... 1 2 3 5 10 15

сгр, Н.............................. 291,3 283,1 275,1 258,6 220,7 179,9

При нескольких насадках, используемых в расширителе, расход промывочной жидкости должен увеличиваться пропорционально числу насадок.

Автором разработан эксцентричный расширитель (рис. 4.6), обеспечивающий эффективное прижатие лопасти к породе за счет вывода струи потока промывочной жидкости на лопасть со стороны, противоположной поверхности контакта с забоем. Расширитель состоит из полого вала 1 и установленного на нем посредством шлицевого соединения корпуса 2, к которому жестко прикреплена породоразрушающая лопасть 3. Режущие поверхности лопасти А, В и С армированы твердым сплавом. Верхний торец вала 1 через муфту 4 соединен с бурильной колонной, а нижний - с долотом 5. Пружины 6 и 7 подпирают корпус 2 с нижнего и верхнего торцов. В корпусе 2 выполнены три промывочных канала, смещенные по вертикали. Средний канал сообщается с гидромониторной насадкой 8, выведенной на породо-разрушающую лопасть 3. Два крайних канала, выполненные в корпусе 2, имеют гидравлическую связь с насадками 9 и 10, выведенными со стороны противоположной направлению лопасти. Каналы 11 и 12, выполненные в валу 1, при продольном перемещении корпуса 2 относительно вала 1 распределяют поток про-

Рис. 4.6. Эксцентричный расширитель с авторегулируемым режущим воздействием лопасти

мывочной жидкости между гидромониторными насадками 8, 9 и 10, размещенными на выходах из каналов в корпусе 2, 13, 14 и 15 соответственно.

Эксцентричный расширитель в транспортном положении спускают в скважину и устанавливают в интервале продуктивного пласта. Начинают промывку, в процессе которой промывочная жидкость по бурильным трубам поступает в полость вала 1 и из гидромониторных насадок 9 и 10 нагнетается в кольцевое пространство скважины. Возникающая при этом реактивная сила струи отклоняет расширитель, прижимая рабочую грань А поро-доразрушающей лопасти 3 к забою.

При вращении инструмента за счет центробежных и гидродинамических сил расширитель забуривается в заданном интервале, формируя уступ для режущих граней лопасти В и С. При приложении к расширителю осевой нагрузки пружины 6 или 7 сжимаются и корпус 2 с породоразрушающей лопастью 3 смещается относительно штока 1. При этом поток промывочной жидкости,

нагнетаемый в скважину, перераспределяется между насадками. Если в момент забурки важно было вывести инструмент в рабочее положение и прижать лопасть к забою реактивной силой струи, истекающей из насадок 9 и 10, то при передаче вращения и расширении целесообразно предотвратить излишнее закручивание снаряда выводом струи на боковую поверхность лопасти в насадку 8. В случае сжатия пружины поток из насадок 9 и 10 перераспределяется в насадку 5, что способствует устойчивому режиму разрушения породы.

В промежуточном положении корпуса относительно штока могут работать все три насадки. Если пружины не сжаты, то работают насадки, способствующие отклонению колонны от оси и забурке инструмента. Когда одна из пружин (в зависимости от направления перемещения инструмента вдоль продуктивного интервала) сжата полностью, то работает только насадка, способствующая увеличению углубки за счет снижения угла закручивания инструмента.

При установленной скорости осевой подачи расширителя изменение давления на насосе свидетельствует об изменении физико-механических свойств разрушаемых пород. С переходом в более твердые породы вертикальная сила на породоразрушаю-щую лопасть увеличивается, возрастает расход промывочной жидкости через насадку в лопасти, что способствует росту силы прижатия расширителя к забою и сохранению диаметра расширения. Переход в более мягкие породы увеличивает поток промывочной жидкости, истекающей из насадок в корпусе, снижает расход через насадку в лопасти и поддерживает постоянный диаметр каверны.

Наличие пружин в конструкции расширителя, выполняющих функцию амортизаторов, способствует снижению вибрации и колебаний инструмента. Поэтому представленная конструкция расширителя может использоваться при повышенных частотах вращения инструмента для создания каверн большого диаметра.

При большой глубине скважины или при использовании бурильной колонны малого диаметра инструмент на забое закручивается и для его распрямления силы гидродинамического давления струи бывает недостаточно. Для таких условий Русбурмаш рекомендует комплектовать корпус расширителя двумя лопастями (рис. 4.7), одна из которых выполняет функцию эксцентриситета, а другая - разрушения породы.

Для неоднородных разрезов полного контакта лопасти расширителя с породой обеспечить сложно. С целью повышения производительности расширения предложен расширитель, корпус которого снабжен шарошечными породоразрушающими органами