Розробка ресурсозберігаючої, малогабаритної забійної гідромашини для буріння свердловин
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184939Ключові слова:
статор, ротор, робоча рідина, момент обертання, буріння свердловинАнотація
Аналізом структурних особливостей і технологічних можливостей серійних забійних гідродвигунів (гідромашин), призначених для буріння свердловин, встановлені їх недоліки. Це обмежені ресурси, обумовлені складністю конструкції, витрата робочої рідини, значні габаритні розміри по довжині, маса, низькі частоти обертання валу, що не відповідають технологічним режимам алмазного буріння свердловин. З аналізу конструктивних схем забійних гідродвигунів зроблено висновок, що найбільші можливості для максимального використання потенційної енергії робочої рідини мають гідромашини роторного типу.
Як об'єкт дослідження була запропонована конструктивна схема гідромашини, в якій використані фізичні принципи перетворення ваги (енергії) стовпа робочої рідини в момент обертання статора навкруги ротора, що не обертається. Враховані принципи розподілу у напрямку руху потоку, що набігає, від зворотного, що розтікається, виключення застійної зони і створення багаторівневого моменту реактивних сил витікання рідини.
За розробленою методикою виконані теоретичні розрахунки енергетичних характеристик двохкамерної глибинної гідромашини, визначені технічні дані, наведена розрахункова схема силової взаємодії робочої рідини з елементами гідромашини.
На підставі результатів теоретичних обчислень була розроблена конструкторсько-технологічна документація забійної гідромашини, виготовлено дослідний зразок, проведені експерименти для виявлення працездатності схеми, граничних значень її працездатності. Кількісні значення її енергетичних характеристик визначені за показаннями контрольно-вимірювальних приладів.
Зроблено порівняльний аналіз технічних і енергетичних характеристик забійної гідромашини роторного типу з серійно випускаючими серійними гідродвигунами, турбобуром ТГ-124 і гвинтовим двигуном Д1-124 однакового діаметра.
Запропоновано умови застосування забійної гідромашини, перспективні напрямки подальших наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок щодо її вдосконалення і розширення сфери застосування
Посилання
- Simonyants, S. L., Mnatsakanov, I. V. (2013). Aktual'noe napravlenie modernizatsii turbinnogo sposoba bureniya. Nefteservis, 2, 48–50.
- Sazonov, I. A., Mokhov, M. A., Demidova, A. A. (2016). Development of Small Hydraulic Downhole Motors for Well Drilling Applications. American Journal of Applied Sciences, 13 (10), 1053–1059. doi: https://doi.org/10.3844/ajassp.2016.1053.1059
- Delpassand, M. S. (1999). Stator Life of a Positive Displacement Downhole Drilling Motor. Journal of Energy Resources Technology, 121 (2), 110–116. doi: https://doi.org/10.1115/1.2795065
- Epikhin, A. V., Ushakov, A. V., Barztaikin, V. V., Melnikov, V. V., Ulyanova, S. (2015). Experimental research of drilling mud influence on mud motor mechanical rubber components. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 27, 012051. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/27/1/012051
- Biletsky, V., Vitryk, V., Mishchuk, Y., Fyk, M., Dzhus, A., Kovalchuk, J. et. al. (2018). Examining the current of drilling mud in a power section of the screw downhole motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (92)), 41–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126230
- Sazonov, Y. A., Mokhov, M. A., Frankov, M. A., Ivanov, D. Y. (2017). The research of experimental downhole motor for well drilling using PDC type drill bits. Neftyanoe Khozyaystvo - Oil Industry, 10, 70–74. doi: https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-10-70-74
- Syzrantseva, K., Syzrantsev, V., Dvoynikov, M. (2017). Designing a High Resistant, High-torque Downhole Drilling Motor (Research note). Ije transactions a: Basics, 30 (10), 1615–1621. Available at: http://www.ije.ir/article_73045_54733bfd008797ffa0fc098077b62dbe.pdf
- Ismakov, R. A., Zakirov, N. N., Al'-Suhili, M. H., Toropov, E. S. (2015). Issledovanie raboty pary «elastomer-metall» silovoy sektsii vintovogo zaboynogo dvigatelya. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya, 2.
- Andoskin, V., Vyguzov, А., Kuznetsov, А., Khairullin, D., Novikov, R. (2014). Radius-Service Downhole Drilling Motors. Burenie i neft', 11, 50–53.
- Ba, S., Pushkarev, M., Kolyshkin, A., Song, L., Yin, L. L. (2016). Positive Displacement Motor Modeling: Skyrocketing the Way We Design, Select, and Operate Mud Motors. Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference. doi: https://doi.org/10.2118/183298-ms
- Ba, S., Pushkarev, M., Kolyshkin, A., Song, L., Yin, L. L. (2016). Positive Displacement Motor Modeling: Skyrocketing the Way We Design, Select, and Operate Mud Motors. Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference. doi: https://doi.org/10.2118/183298-ms
- Maurer, W. C., McDonald, W. J., Nixon, J. D., Matson, L. W. (1977). Downhole drilling motors: technical review. Final report. doi: https://doi.org/10.2172/7282763
- Mokaramian, A., Rasouli, V., Cavanough, G. (2013). Coiled Tube Turbodrilling: a proposed technology to optimise drilling deep hard rocks for mineral exploration. International Journal of Mining and Mineral Engineering, 4 (3), 224. doi: https://doi.org/10.1504/ijmme.2013.053171
- Mendebaev, T. N. (2018) Pat. No. 33043 Respubliki Kazahstan. Obemniy zaboynyy dvigatel'.
- Mendebaev, T. N. (2019). Pat. No. 2698336 RF. Sposob bureniya skvazhin.
- Shashin, V. M. (1990). Gidromehanika. Moscow: Vysshaya shkola, 384.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Toktamys Nusipkhulovich Mendebaev, Nurlan Zhaksibekovich Smashov, Handash Kalbi Ismailov, Beibitshilik Kadirovich Izakov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
