Исследование нагрузочной характеристики гибкого вала винтовых забойных двигателей при бурении скважин

Богданов, Максим Андреевич Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Цель работы – проведение расчета гибкого вала винтового забойного двигателя.
Область применения: нефтегазовая промышленность.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 14

1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………… 0

1.1 История создания винтового забойного двигателя ………………………………….. 15

1.2 Конструкция и принцип действия ВЗД …………………………………………………… 18

1.2.1 Двигательная секция ……………………………………………………………………………. 19

1.2.2 Шпиндельная секция …………………………………………………………………………… 25

1.2.3 Регулятор угла …………………………………………………………………………………….. 26

1.2.4 Дополнительные узлы …………………………………………………………………………. 33

1.2.4.1 Противоаварийные узлы …………………………………………………………………… 33

1.2.4.2 Клапан обратный; переливной (циркуляционный) …………………………….. 35

1.2.4.3 Фильтр двигателя (шламоуловитель)…………………………………………………. 36

1.2.4.4 Центратор-стабилизатор шпиндельной секции ………………………………….. 37

1.2.5 Блок-схема конструкции ВЗД ………………………………………………………………. 38

2 Исследование нагрузочных характеристик винтовых забойных двигателей .. 39

2.1 Характеристики ВЗД………………………………………………………………………………. 39

2.2 Влияние различных факторов на характеристики ВЗД ……………………………. 42

2.2 Влияние конструкции на характеристики ВЗД ………………………………………… 48

3. Анализ причин преждевременного выхода из строя винтовых забойных
двигателей …………………………………………………………………………………………………… 53

3.1 Анализ причин износа резиновой обкладки статора ………………………………… 54

3.2 Анализ причин выхода из строя гибкого вала …………………………………………. 58

4 Расчёт на прочность и продольную устойчивость вращающегося гибкого вала
винтового забойного двигателя ……………………………………………………………………. 61

4.1 Расчет стального гибкого вала ………………………………………………………………… 62
4.1.1 Расчет на статическую прочность стального гибкого вала ……………………. 62

4.1.2 Расчет на выносливость стального гибкого вала …………………………………… 63

4.1.3 Расчет на устойчивость стального гибкого вала……………………………………. 65

4.2 Расчет гибкого вала из титанового сплава ………………………………………………. 65

4.2.1 Расчет на статическую прочность гибкого вала из титанового сплава …… 65

4.2.2 Расчет на выносливость гибкого вала из титанового сплава …………………. 66

4.2.3 Расчет на устойчивость гибкого вала из титанового сплава ………………….. 68

5 Финансовый менеджент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……… 69

5.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………………. 69

5.2 Исследование сильных и слабых сторон проекта…………………………………….. 70

5.3 Планирование научно-исследовательских работ……………………………………… 74

5.4 Бюджет научно-технического исследования …………………………………………… 79

5.5 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение»…………………………………………………………………………………….. 83

6 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 84

6.1. Производственная безопасность…………………………………………………………….. 84

5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов, обоснование
мероприятий по защите персонала буровой от их действия ………………………….. 85

5.1.2. Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению ………………………………………………………………………………………… 89

5.2 Экологическая безопасность …………………………………………………………………… 93

5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………….. 94

5.3.1. Анализ возможных ЧС, возникающих при строительстве скважин ……… 94

5.3.2. Обоснование мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС ………. 95

5.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………… 95
5.4.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства ………………… 95

5.4.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …………… 96

Заключение …………………………………………………………………………………………………. 97

Список использованных источников ……………………………………………………………. 98

Приложение А …………………………………………………………………………………………… 102

Добыча углеводородного сырья является ведущей отраслью в экономике
нашей страны. В настоящее время потребление продуктов нефтегазовой
промышленности занимает лидирующие позиции и не может по ряду причин
быть полностью заменено на альтернативные источники энергии. Поэтому
необходимо увеличивать объемы бурения, с целью разработки старых
месторождений и освоения новых.
Объемы бурения с использованием винтовых забойных двигателей (ВЗД)
в России постоянно наращиваются, вследствие существующей потребности в
применении высокомоментных долот с оптимальной частотой вращения до
150 об/мин, применением нового телеметрического оборудования,
стремительного развития строительства горизонтальных, наклонно-
направленных скважин и боковых стволов.
Так как наращивание объемов бурения с использованием ВЗД является
актуальной проблемой необходимо добиться надежности его использования
путем совершенствования конструкции. Если ресурс ВЗД по паспорту
составляет порядком 300 часов при работе на воде, то фактические данные в
различных регионах по отработке ВЗД колеблются от 20 до 370 часов в
зависимости от геологических условий, параметров режима бурения.
Согласно статистике в 25% случаев выход двигателя из строя обусловлен
сломом гибкого вала, который в процессе бурения подвергается термическому,
химическому и механическому воздействию.
Использование титанового сплава для изготовления гибкого вала может
повысить надежность данного элемента двигателя, что позволит решить
проблему увеличения ресурса отработки двигателей в производственных
условиях.

Основная часть сектора бурения нефтяных и газовых скважин
основывается на строительстве наклонно-направленных скважин и скважин с
горизонтальным окончанием ствола. 90% таких работ производится в турбинно-
роторном и роторном режиме с использованием винтовых забойных двигателей,
в нашей стране, как правило, отечественного производства.
Сложившееся на сегодняшний день технологическое направление в
бурении скважин, к сожалению, характеризуется и недостатками: нестабильная
работа винтовых забойных двигателей, а именно их остановками, не
достижением заявленных заводами-изготовителями показателей моторесурса,
различного рода аварийными ситуациями.
С целью увеличения надежности винтовых забойных двигателей в высоко
коррозионных средах, а также при повышенных крутящих моментах для
изготовления гибкого вала может быть использован титановый сплав,
обладающий пониженным модулем упругости и плотностью при высоких
прочностных характеристиках.
При прочих равных условиях при переходе на титановый сплав возможно
снижение изгибающих напряжений в два раза, а также увеличение запаса
усталостной прочности гибкого вала.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)