Разработка забойного устройства подачи долота многофункционального назначения для бурения глубоких и направленных скважин

• Автор: Буслаев, Георгий Викторович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ

1 Анализ конструктивного исполнения механизмов автоматической подачи долота
1.1 Назначение, принцип действия и область применения
1.2 Существующие конструктивные решения средств автоматической подачи долота
1.2.1 Наземные конструкции
1.2.2 Скважинное исполнение
1.3 Основы создания забойных устройств подачи долота
1.3.1 Основные требования, предъявляемые к глубинному буровому оборудованию
1.3.2 Научные основы разработки глубинного бурового оборудования
1.3.3 Конструкция, особенности работы и расчета уплотнений забойных устройств подачи
1.4 Патен тная проработка конструктивных решений
1.5 Опыт практического применения автоматов подачи долота отечественных конструкций
1.6 Опыт практического применения гидравлических нагружающих устройств и исследование результатов их работы за рубежом
1.7 Обоснование назначения разрабатываемого устройства и необходимости его применения
1.8 Выводы
2. Методические основы создания новых многофункциональных забойных устройств подачи долота
2.1 Методика обоснования технико-технологических параметров много-функцианального забойного устройства подачи долота
2.1.1 Конструктивное обеспечение дополнительного гидравлического сопротивления при воздействии на поршень устройства
2.1.2 Методика графо-аналитического определения управляющих параметров работы устройства
2.1.3 Оценка прочностной надежности силовых элементов конструкции
2.2 Методика стендовых испытаний забойного устройства подачи долота
2.2.1 Конструкция испытательного стенда
2.2.2 Гидравлические испытания устройства на внутреннее давление и сжимающую нагрузку
2.2.3 Испытания на действие растягивающей нагрузки
2.3 Методика проведения промысловых испытаний устройства в скважине
2.3.1 Опрессовка устройства на устье и эмпирическое определение гидравлической составляющей нагрузки на долото
2.3.2 Порядок углубления скважины с помощью забойного устройства подачи долота
2.4 Выводы
3. Теоретические исследования режимов работы забойного устройства
подачи долота и его взаимодействия с бурильной колонной
3.1. Исследование изменения осевой нафузки на долото от зенитного угла скважины
3.2 Исследование изменения величины динамических ударных нафузок для разных ускорений подъема инструмента при использовании многофункционального забойного устройства подачи долота для самоосвобождения от прихвата
3.3 Исследование условий возникновения продольного резонанса при использовании забойного устройства подачи долота
3.4 Выводы:
4 Разработка конструкции многофункционального забойного устройства
подачи долота ЗУПД-195
4.1 Формула полезной модели
4.2 Сборочный чертеж

4.3 Конструктивные решения
4.4 Техническое описание и инструкция по сборке
4.5 Расчет и обоснование параметров
4.6 Технический паспорт изделия
4.7 Выводы
5 Результаты стендовых и промысловых экспериментальных исследований ЗУПД-195 и оценка их экономической эффективности
5.1 Результаты стендовых испытаний ЗУПД-
5.2 Результаты промысловых испытаний ЗУПД-
5.3 Оценка экономической эффективности применения ЗУПД-195 на скв.
№ 4 Северный Югцц
5.3.1 Анализ стоимости изготовления и испытаний ЗУПД-
5.3.2 Обоснование исходных данных для расчета экономической эффективности от испытания ЗУПД-195
5.3.3 Расчет экономической эффективности от испытания ЗУПД-195
5.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А - Отчет о патентных исследованиях
Приложение Б - Программа-методика стендовых испытаний
Приложение В - Программа промысловых испытаний
Приложение Г - Акт стендовых испытаний
Приложение Д - Акт опрессовки
Приложение Е - Протокол промысловых испытаний
Приложение Ж - Акт промысловых испытаний
Приложение 3 - Протокол оценки состояния ЗУПД-
Приложение И - Акт неразрушающего контроля элементов устройства
концентрации напряжений. Поверхность цилиндра и штока сервопривода должна быть обработана с чистотой не ниже Т ▼ 6, а затем покрыта (гальваническим способом) слоем хрома толщиной не менее 5 • 1СГ5 м для защиты от коррозийного воздействия глинистого раствора. Резина для манжет должна применяться только маслостойкая. Абразивность раствора не оказывает заметного влияния на износ сервопривода вследствие низких скоростей перемещения штока относительно цилиндра сервопривода.
Центровка поршня и штока в цилиндре сервопривода с манжетами каркасного типа осуществляется по поверхности 4 тела манжет (рисунки 1.11 и 1.12). Зазор между направляющими элементами должен соответствовать широкоходовой посадке. Центровка подвижных деталей сервопривода при уплотнениях шевронного типа должна осуществляться с помощью специальных направляющих выступов 1 (рисунок 1.13).
Проходные сечения в штоке сервопривода изготовляют с таким расчетом, чтобы скорость потока промывочного раствора в узких местах не превышала 7 м/с. В противном случае существенно возрастут потери давления, а также будет происходить абразивный износ деталей штока.
Механическая прочность штока сервопривода определяется его расчетом на совместное действие сжимающих и крутящих нагрузок. Сжимающая сила Рг, Н, равна произведению гидравлического перепада давления на турбобуре на активную площадь поршня сервопривода.
Напряжения в поперечном сечении 5”ш, м2, штока
Максимальная величина крутящего момента, действующего на шток сервопривода, равна тормозному моменту Мт турбобура.
Напряжение от момента кручения