Повышение эффективности бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей за счет увеличения их моторесурса

• Автор: Карапетов, Рустам Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
ГЛАВА
Анализ эффективности бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей (ВЗД)

1.1 Технологические аспекты эффективности применения ВЗД при

бурении скважин

1.2 Конструктивные особенности ВЗД, определяющие преимущества и недостатки их использования

1.3 Анализ причин выхода из строя и пути повышения

эффективности применения ВЗД

1.4 Постановка задач исследований

ГЛАВА2
Выбор методики экспериментальных исследований и разработка лабораторной установки
2.1 Выбор методики проведения экспериментальных исследований
2.2 Разработка лабораторной установки
ГЛАВА3
Разработка нового способа автокомпенсации износа в рабочих
органах ВЗД в процессе его эксплуатации
3.1 Теоретическое обоснование нового способа автокомпенсации
износа в паре трения резина-металл

3.2 Разработка математической модели автокомпенсации износа в паре трения резина-металл
3.3 Разработка новой рецептуры износостойкой резины для контактного слоя статоров ВЗД
ГЛАВА4
Экспериментальное исследование закономерностей влияния основных эксплуатационных факторов на износостойкость пары трения резина-металл в различных рабочих жидкостях.
4.1 Влияние величины предварительного натяга* на скорость изнашивания в паре трения резина - металл
4.2 Влияние скорости скольжения на скорость изнашивания в паре трения резина— металл
4.3 Влияние концентрации абразива в рабочей жидкости на скорость изнашивания в паре трения резина — металл
4.4 Экспериментальное исследование влияния эффекта автокомпенсации' износа на скорость изнашивания. в паре трения резина-металл :
ГЛАВА
Испытания ВЗД с опытными секциями рабочих органов
5.1 Опытно-промышленные испытания ВЗД, с повышенным моторесурсом.
5.2 Промысловые: испытания ВЗД многослойной конструкцией эластичного элемента статора.
5.3 Расчет ожидаемой экономической эффективности ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Актуальность темы Винтовой забойный двигатель (ВЗД) является самым распространенным гидравлическим забойным приводом породоразрушающего инструмента, применяемым в настоящее время при бурении и ремонте нефтяных и газовых скважин. На сегодняшний день разработано и серийно выпускается более 20 типоразмеров этих машин различной модификации.
Вместе с тем эффективность реализации современных технологий бурения и ремонта скважин предъявляет все более высокие требования к надежности бурового оборудования в целом, и повышению износостойкости забойного привода в частности.
Из практики использования установлено, что около 50% всех отказов ВЗД связано с износом рабочих органов, представляющих собой пару трения резина-металл (стальной ротор - резинометаллический статор).
•Применяемые материалы и технология изготовления для серийного производства рабочих органов ВЗД обеспечивают их работоспособность с максимальным паспортным ресурсом 300 часов при работе на чистой воде.
‘ Однако в реальных условиях, в зависимости от влияния эксплуатационных факторов, долговечность рабочих органов ВЗД значительно ниже паспортных значений.
Наряду с этим процессы трения и изнашивания в узлах забойного привода оказывают значительное влияние не техническую эффективность и режимные характеристики технологических операций реализуемых при бурении и ремонте скважин с применением ВЗД.
Актуальность темы определяется необходимостью проведения комплексных исследований в области изучения процессов трения и изнашивания в паре трения резина-металл с целью разработки новых технических решений, направленных на повышение эффективности применения ВЗД при бурении и ремонте скважин за счет повышения износостойкости их рабочих органов.

Работы по разработке и оптимизации рецептуры новой резиновой смеси для статоров ВЗД предусматривают, прежде всего, анализ влияния типа и соотношения ингредиентов, а также технологии приготовления смеси на физико-механические свойства получаемой резины. Для сравнительной оценки физико-механических свойств и контроля их стабильности при разработке нового материала (резины) пользуются стандартным (эталонным) комплексом лабораторных испытаний [82,83].
Важным преимуществом такого подхода является то, что стандартные методы исследований отработаны и не требуют дополнительной подготовки (разработки и (или) доработки лабораторного оборудования, совершенствования методик проведения испытаний и т.п.), что позволяет значительно повысить оперативность получения результатов и оценки эффективности принимаемых рецептурно-технологических решений при разработке и оптимизации состава новой резиновой смеси и технологии ее изготовления.
Наибольший интерес, с точки зрения анализа износостойкости, на стадии разработки новой рецептуры резиновой смеси представляют результаты стандартизованных испытаний по определению истираемости и эластичности исследуемых резин. Кроме того, роль проведения этих исследований очень важна, так как носит характер отсеивающего эксперимента и позволяет получать исходную информацию для дальнейшего проведения лабораторных работ.
В принятой практике [83] стандартные испытания резин на истираемость в режиме 100% скольжения проводятся на машине типа «Грассели» (МТИ-1, МИ-2). Сущность метода испытаний состоит в истирании испытываемого резинового образца по шлифовальной шкурке или металлической сетке. Несмотря на то, что реальные условия контактного взаимодействия в паре трения «ротор-статор» значительно отличаются от условий и режима проведения данного вида испытаний, проведение качественного анализа по критериям трения и изнашивания РО ВЗД при разработке рецептуры резино-