Бурение. Как добывают нефть. Винтовой забойный двигатель
ВЗД. Винтовой Забойный двигатель
Доброго дня вам, уважаемые читатели.
безумно приятно понимать, что мои посты оказываются кому-то интересны.
и вдвойне приятно понимать, что такой важный аспект нашей Экономики, как Нефть (не случайно с большой буквы) интересует граждан нашей необъятной Родины. (не случайно с большой Буквы)))
Ну и по пожеланию @Alexeich56, этот пост я решил написать не из аэропорта. И не с телефона. (Посмотрим, отразится ли это на его содержании, а так-же орфографии и пунктуации.))
в общем, перейдем к теме.
Ранее мы уже рассмотрели принцип работы породоразрушающего инстрмуента Бурение. Как добывают нефть.Породоразрушающий инструмент. Лопастные долота PDC
и основы наклонно направленного бурения Как добывают нефть.Наклонно направленное бурение
и, продолжая разговор, в разрезе Компановки низа бурильной колонны (далее КНБК), скажу что между долотом (породоразрушающий инструмент) и Телесистемой (прибор для набора параметров кривизны скв., если очень упрощенно) в КНБК как раз и находится ВЗД (Винтовой Забойный Двигатель). Забегая вперед, скажу: что ВЗД это далеко не единственное технологическое решение, но мы рассмотрим его, как самое широко распространенное и самое применяемое в нашей стране, в настоящее время. Насколько мне известно - более 75% всех скважин в России в бурится с ВЗД.
итак, ВЗД (движок, мотор, Дшка, турбина, Клюшка и т.д.) - это машина гидростатического действия, основными элементами конструкции которой являются:
Двигательная секция.
предназначена для превращения энергии потока жидкости во вращательное движение. (а мы не забываем, что ВЗД, это в первую очередь труба, через которую проходит раствор (под давлением в среднем 150-250 атм. (значения могут быть и иными))
своими словами: раствор течет по трубе под большим давлением, которое приводит во вращение по планетарной оси ротор.
а вот так это работает

Ротор же, в свою очередь, за счет своего строения, под действием сил давления раствора, приходит в движение и передает это движение (вращение) на шпиндель двигателя.
(Прежде чем мы перейдем к шпиндельной секции, необходимо отметить, что самая важная часть конструкции пары (Ротор/статор) это во первых, отличие в числе зубьев ротора (на единицу меньше числа зубьев статора), именно этот факт и придает всей конструкции планетарную ось вращения. А так-же необходимо понимать, что внутри стального статора, как и по внешней площади ротора привулканизирован резиновый слой.
который иногда и приводит к выходу из строя движка, или забитию гидромониторных насадок на долоте. Но, без него, к сожалению, никак...
Шпиндельная секция

это соответственно, часть ВЗД, прикрепленная к ротору и превращающая планетарное вращение ротора в соосное вращение вала шпинделя и служащая для предачи гидравлической энергии ротора на подшипник шпинделя.
своими словами: раствор течет, ротор крутится, ротор приводит во вращение шпиндель, шпиндель приводит во вращение долото, долото бурит скважину, скважина дает нефть, Сечин покупает новый дворец, ну и так далее...
Важно отметить: так как ВЗД имеет возожность установки угла перекоса т.е. труба то, по факту, не прямая, а несколько изогнутая ( +- до 3 градусов, что вроде немного, но, в разрезе размера трубы, визуально довольно хорошо видно). так-вот, дабы минимизировать проблемы связанные с изломом этой самой трубы, узел соединения ротора и выходного вала шпинделя, бывает либо гибким (здесь вопросов быть не должно, гибкий он и есть гибкий), либо двухшарнирным карданным соединением (что чаще всего) разнесенным между собой на Максимальное расстояние и соединенных по конусным поверхностям по средством промежуточной трубы.
в случае если непонятно, готов пояснить в комментариях)
В общих чертах шпиндель имееет: корпус, выходной вал (на который установлен переводник, на который установлено долото), а так-же осевую и радиальные опоры.
так-же, как правило, в верху двигателя установлен переливной клапан, он нужен для снижения гидродинамики, а так-же минимизации вращения ВЗД в процессе СПО (спуско подьемных операций ( это когда трубы по тем или иным причинам гоняют туда сюда) (причин для таких опреаций бывает огромное количество), а так-же потерь бурового раствора при этих процессах.)
а над клапаном установлен фильтр. (его предназначение думаю очевидно)
таким образом, у нас осталась нетронутой одна часть ВЗД - регулятор угла перекоса.
верху для наглядности картинка, как все это выглядит в реальности.
по сути своей, регулятор угла перекоса состоит из кривого вала, с наружными шлицами; муфты, с торцевыми зубьями (это сделано для фиксации угла перекоса в нужном положении); и переводника.
они соединены между собой не соосно, и именно это факт и позваляет нам искривить ВЗД (сломать движок, выставить угол перекоса)
принцип следующий: расслабляем муфту, на которой заводом изготовителем обозначены деления, соответствующие тому или иному значению перекоса ( у ВЗД разных производителей, значения могу отличаться друг от друга) соединяем необходимое значение на муфте с таким-же значением на валу при помощи вышеупомянутых шлицев и зубьев. Затягиваем все обратно.
В идеале, это единственная резьба в конструкции ВЗД которую необходимо расслаблять на буровой, все остальное должно быть затянуто заводом изготовителем, однако перед спуском ВЗД в скважину, ответственное лицо (как правило инженер ННБ), все-таки должен протянуть резьбы и убедиться в прочности их затяжки. Но даже если эта, единственная тронутая на буровой резьба вдруг раскрутится, то конструктивно Двигатель выполнен таким образом, что если мы оперативно среагируем, на падение давления и поднимем КНБК для ревизии, он останется. Отвернутым, но целым. что спасет скважину и дальнейшие работы от аварии, а бригаду от лишения премии. так-что мое почтения господам конструкторам, которые продумали и эти моменты.
после всех манипуляций с ВЗД, сверху устанавливается телесистема, снизу долото и можно бурить.
Главное перед этим не забыть опрессовать ВЗД на устье и убедиться в его работоспособности.
вот в принципе и все, что хотелось рассказать о винтовых забойных двигателях.
конечно, это далеко не все элементы КНБК, о других приспособлениях я продолжу рассказывать в следующих постах.
спасибо тем, кто осилил очередной пассаж, надеюсь было интересно.
вахтовикам хорошей вахты.
остальных поздравляю с окончанием праздников)
на этот раз, никуда не лечу.
Акумба.