Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- 1. Обоснование темы и названия, актуальность работы
- 2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
- 3. Обзор исследований и разработок
- 4. Гидравлические ударные механизмы
- Выводы
- Список источников
Введение
1. Обоснование темы и названия, актуальность работы
Актуальность задачи разработки новых технических средств для ликвидации прихватов бурового снаряда обусловлена тем, что её решение позволяет снизить затраты на проведение аварийных работ и повысить эффективность бурения скважин в осложнённых условиях.
При создании методов прогнозирования эффективности работы ударных и вибрационных механизмов для ликвидации прихватов бурового снаряда основное внимание уделяется достижению максимальных энергетических показателей самого устройства. При этом рассмотрению динамики бурильной колонны, в отличие от процесса эксплуатации ясов, обычно отводится вспомогательная роль и использующиеся при этом расчётные модели могут быть сильно упрощены. Кроме того, практически не разрабатываются математические модели динамики бурильной колонны при ликвидации прихватов, в которых она учитывалась бы как система с распределёнными парамет-рами, нагружаемая периодическими ударными импульсами.
Это может приводить к существенным неточностям при определении закономерностей процесса ликвидации прихватов бурового снаряда ударными и вибрационными механизмами, искажая картину самого процесса и практические рекомендации по их проектированию и эксплуатации.
Поэтому при разработке технических средств для ликвидации прихватов бурового снаряда необходимо решить ряд задач, связанных с исследованием динамики бурильной колонны при ударном и вибрационном нагружении.
Связь работы с научными программами, планами, выполнение работы по заявке научного учреждения или производственной организации. Работа выполнена по заявке бурового предприятия ООО «Востокспецсервис» (г. Краснодон) и соответствует приоритетным научным направлениям ДонНТУ.
2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
Цель работы – разработка и совершенствование технических средств и технологий ликвидации прихватов бурового снаряда с учётом динамики бурильной колонны при ударном и вибрационном нагружении.
Задачи исследования:
Идея работы – заключается в совершенствовании технических средств для ликвидации прихватов бурового снаряда на основе уточнённой математической модели колебаний бурильной колонны и прихваченного снаряда при ударном и вибрационном нагружении.
Объект исследований – процесс ликвидации прихватов бурового снаряда в скважинах.
Предмет исследований – динамика бурильной колонны при эксплуатации технических средств для ликвидации прихватов бурового снаряда.
Возможные результаты, которые ожидаются при выполнении работы, их новизна и значение. Новые результаты:
Значение работы заключается в разработке новых математических моделей и практической конструкции гидроударника для ликвидации прихватов в технических скважинах и технологии его применения.
3. Обзор исследований и разработок
В настоящее время разработано достаточно много устройств для ликвидации прихватов бурового инструмента в скважине. В основном это ударные и вибрационные механизмы.
В зависимости от расположения механизма относительно элемента, которому передаются колебания, различают поверхностные и погружные механизмы. При глубинах скважины свыше100 м, следует отдавать предпочтение погружным механизмам [5].
По типу привода все механизмы делятся на механические, электрические, электромеханические, гидравлические, электрогидравлические, пневматические, вакуумно-компрессионные, электромагнитные и магнитострикционные [3].
Наиболее рациональными видами привода для условий разведочного бурения считаются гидравлический и механический , преобразование энергии в которых не сложное, и они не требуют дополнительного оборудования на буровой [7].
Однако для генерации высокочастотных ударов более приемлем гидравлический привод [1]. В данной работе проектируется гидроударный механизм для ликвидации прихватов. Этот тип механизмов наиболее многочислен и разнообразен по своим конструктивным особенностям, схемам выполнения и системам преобразования энергии потока жидкости в вынужденные колебания.
Гидроударники по принципу действия подразделяются на ГУ одинарного и двойного действия. Гидроударники одинарного действия в свою очередь делятся на гидроударники с прямым активным ходом бойка (удар наносится за счет давления жидкости, возврат бойка – при помощи пружины) и с обратным активным ходом бойка (удар наносится за счет силы сжатой пружины, возврат бойка – за счет давления промывочной жидкости) [2].
В гидроударниках двойного действия движения бойка в обоих направлениях обеспечивается жидкостью, клапанная группа контролирует две рабочие полости гидроударника. Известные конструкции не нашли применения, так как не предназначены для работы на зашламованной жидкости. Среди гидроударников двойного действия выделяют ГУ с дифференциальным поршнем (гидроударники дифференциального действия). Они наиболее широко применяются в бурении из-за более простой конструкции, чем у ГУ двойного действия, и более высокого КПД, чем у ГУ одинарного действия [4].
Гидроударник применяется таким образом: в случае возникновения аварийной ситуации производится отсоединение бурильной колонны от прихваченного снаряда. После подъема колонны труб на поверхность устройство спускается к месту прихвата и производится его присоединение к прихваченному инструменту. Затем дается натяжение колонны, в нее подается промывочная жидкость и гидроударник включается в работу. Работы ведутся до освобождения прихваченного снаряда [6].
4. Гидравлические ударные механизмы
Одним из наиболее перспективных устройств ликвидации прихватов являются гидравлические ударные механизмы (рис. 1), которые в зависимости от направленности воздействия рабочей жидкости на поршень-боек подразделяются на две группы.
1. Гидроударные механизмы одинарного действия с одной рабочей полостью цилиндра, у которых один ход бойка совершается под действием промывочной жидкости, другой – за счет силы пружины или собственного веса бойка.
В свою очередь гидроударные механизмы одинарного действия подразделятся на:
1.1. Гидроударные механизмы с прямым активным ходом, характеризующиеся тем, что в них эффективная энергия от источника отбирается на рабочем ходе. При этом часть ее передается бойку, а часть накапливается в пружине, за счет которой обеспечивается холостой ход.
1.2. Гидроударные механизмы обратного действия, характеризующиеся тем, что в них энергия потока отбирается на холостом ходе бойка и накапливается, в основном, в пружине в виде потенциальной энергии сжатия. Разгон бойка и удар его по наковальне осуществляется под действием веса бойка и энергии упругого элемента. Подъем происходит под действием давления жидкости, поступление которой в рабочую полость цилиндра регулируется распределительным устройством.
2. Гидроударные механизмы двойного действия, с двумя рабочими полостями цилиндра, у которых возвратно-поступательное движение бойка обеспечивается энергией потока жидкости без участия пружин.
Гидроударные механизмы двойного действия по исполнению гидродвигателя и характеру рабочего процесса разделяют на два основных вида.
К первому можно отнести гидроударные механизмы, у которых имеются две рабочие полости цилиндра, контролируемые водораспределительными устройствами.
Ко второму – гидроударные механизма со ступенчатым (дифференциальным) поршнем, разделяющим цилиндр на две камеры, из которых только одна контролируется водораспределительным устройством.
|
 |
Рис. 1 – Анимация работы гидроударника
(анимация: 10 кадров, 30 циклов повторения, 190 килобайт). Структурная схема устройства: 1 – напорный трубопровод; 2 – насос; 3 – бурильная колонна; 4 – буровой снаряд; 5 – гидроударник; 6 – породоразрушающий инструмент.
Выводы
Значение работы заключается в разработке новых математических моделей и практической конструкции гидроударника для ликвидации прихватов в технических скважинах и технологии его применения.
Список источников
- Коломоец А. В. Предупреждение и ликвидация аварий в разведочном бурении. – М.: Недра, 1985, – 224 с.
- Неудачин Г. И., Квашин Е. В. Основные вопросы работы гидроударных буровых механизмов дифференциального действия // Сб. Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые. 1989, с. 73‒78.
- Калиниченко О. И., Комарь П. Л. Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения. – Сборник статей. Вып. 12, – Киев, 2009, с. 44.
- Пустовойтенко И. П. Предупреждение и ликвидация аварий и осложнений в бурении. – М.: Недра, 1997, 238 с.
- Пустовойтенко И. П. Предупреждение и ликвидация аварий и осложнений в бурении. – М.: Недра, 1988, 279 с.
- Самотой А. К. Предупреждение и ликвидация прихватов труб при бурении скважин. – М.: Недра, 1979, 182 с.
- Самотой А. К. Прихваты колонн при бурении скважин. М. : Недра 1984, 204 с.
- Шевченко Ф. Л., Улітін Г. М. Динамічні задачі стержньових систем. – К. : ІСДО, 1995, 100 с.
- Улитин Г. М. Продольно-поперечный изгиб и устойчивость бурильных колонн // Известия Донецкого института. – 2000.
- Коломоец А. В. Предупреждение и ликвидация прихватов в разведочном бурении. – М.: Недра, 1985, 220 с.
- Будак Б. М., Самарский А. А., Тихонов А. Н. Сборник задач по математической физике. – М.: 1955, 685 с.
- Самарский А. А., Тихонов А. Н. Уравнения математической физики. – М.: 1977, 728 с.