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渦輪鑽具渦輪節畢業設計

發布時間: 2021-03-18 10:12:28

Ⅰ 渦輪鑽具技術方案研究

3.3.1 超深孔渦輪鑽具適應性研究

(1)渦輪鑽具選用建議

對於目標井深為13000m的超深井,終孔直徑≥152mm,最高井底溫度預計在400℃以下,壓力在150MPa左右,國內高溫高壓井主要集中在南海北部大陸架邊緣的鶯瓊盆地、西南部的四川盆地,塔里木盆地,以及其他地區,但萬米超深井的具體孔中溫度狀況與深部鑽探選址有關,也與地層特性有關。

渦輪鑽具是全金屬部件,是目前能適應高溫井施工唯一的動力鑽具,從工作特性方面考慮,螺桿鑽具屬於容積式渦輪鑽具,比較適合於鑽井作業,因此,建議渦輪鑽具只是在較深的井段,或者高溫井段使用,可在8000m~10000m以深選用渦輪鑽具。

渦輪鑽具的規格,根據鑽井井深結構設計和鑽頭大小進行選擇,確定10000m以深使用渦輪鑽具,根據萬米深孔初步的井深設計情況,選擇相應的鑽頭直徑,並在此基礎上選擇的渦輪鑽具規格與鑽頭的匹配關系如表3.8所示。

表3.8 渦輪鑽具與鑽頭的匹配關系

渦輪鑽具技術目前最先進的是美國和俄羅斯的渦輪鑽具,國產渦輪鑽具總體技術水平與國外還有一段差距,關鍵部件(如減速器、平衡裝置)的設計、製造,以及可靠性與國外相比,還有不少差距,建議我國以萬米深孔為契機,研究適合我國超深孔鑽探需要的渦輪鑽具,研究目標主要以168mm和127mm的渦輪鑽具為主。如需選用國外產品,則可選擇美國Smith和俄羅斯NGT的渦輪鑽具,具有比較好的可靠性。另外,具體型號的選擇應該結合鑽頭參數相匹配進行選擇。

(2)葉型設計與優化技術

渦輪定子、轉子的曲線形狀是渦輪鑽具最關鍵的技術,不同的葉型具有不同的水力性能,葉片的形狀對與其製造成型也十分關鍵。通過葉片形狀的優化設計、製造工藝的優化設計解決小直徑帶來的功率急劇下降的難題。

渦輪葉柵的葉型設計是渦輪鑽具水力設計和開發的關鍵技術,通過流場的優化設計,以達到渦輪葉片水力效率的最大化。在渦輪葉片型線設計中,葉片斷面形狀的設計最重要,不同葉片型線具有不同水力性能,對渦輪鑽具性能影響很大。渦輪鑽具的水力設計方法主要包括渦輪鑽具水力性能設計的理論方法、計算機建模與模擬,以及水力性能的實驗分析3個方面,目前,本實驗室已經編寫了水力部件設計程序,完成了外徑為127mm的渦輪鑽具水力部件設計,並開始進行製造,同時,正開展渦輪葉片相關模擬研究。

(3)減速器設計技術

渦輪鑽具減速器形式多樣,其中常用的行星齒輪減速器主要由行星齒輪、止推軸承、密封系統等組成,其作用是降低馬達的轉速、增加扭矩,與鑽頭匹配。在有限井下動力鑽具空間內,設計新型、穩定、可靠的減速器滿足渦輪鑽具與渦輪鑽井工藝要求。解決轉速高、扭矩小的難題。本實驗室分別完成了行星齒輪減速器和少齒差減速器的設計,見圖3.16。

圖3.16 減速器三維圖

(4)長壽命高可靠軸承技術

軸承是渦輪鑽具中最薄弱的環節,軸向軸承支撐渦輪部件,承受軸向力;徑向軸承則承受徑向力,保證部件同心。超深井鑽探中,長壽命的渦輪鑽具專用軸承可減少輔助操作時間(圖3.17)。

圖3.17 設計的常規扶正軸承

設計主要從改善軸承的受力條件,提高軸承使用壽命,受力條件惡劣是軸向軸承損壞的主要原因,以及優選材料與結構,提高軸承本身強度和耐研磨能力。目前,實驗室已經完成了扶正軸承設計,下一步開始開展PDC止推軸承設計,PDC止推軸承具有較高的耐研磨能力,可以在超高溫下進行操作,並能承受較大的軸向載荷;同時,PDC材質具有較小的摩擦系數,不受鑽井中存在的化學物質的影響。

3.3.2 渦輪配套鑽井技術研究

渦輪鑽具的一個重要特性是轉速較高,一般空轉轉速達600~1200r/min,超深井在較深井段一般為較硬的結晶岩,在此硬塑性難鑽地層中採用渦輪鑽具配合孕鑲金剛石鑽頭以犁削方式破碎岩石,在鑽極硬的粗晶粒地層時表現為磨削破岩,高轉速強化鑽井大大提高了深井機械鑽速,降低鑽井綜合成本。

全面鑽進時,五開採用鍾擺鑽具+184mm渦輪馬達驅動+269.9mm牙輪鑽頭進行10000~8000m施工,六開採用鍾擺鑽具+168mm渦輪馬達驅動+215.9mm牙輪鑽頭進行13000~10000m施工,並備用鍾擺鑽具+127mm渦輪馬達驅動+165.1mm牙輪鑽頭進行13000~10000m施工。

取心鑽進時,五開採用184mm渦輪馬達驅動+269.9mm孕鑲金剛石鑽頭進行10000~8000m施工,六開採用168mm渦輪馬達驅動+215.9mm孕鑲金剛石鑽頭進行13000~10000m施工,並備用127mm渦輪馬達驅動+165.1mm孕鑲金剛石鑽頭進行13000~10000m施工。

萬米超深井較深井段施工時,全面鑽進用牙輪鑽頭配合渦輪鑽具鑽進,取心鑽進用孕鑲金剛石鑽頭配合渦輪鑽具鑽進,如經費允許,建議全部改成孕鑲金剛石鑽頭配合渦輪鑽具鑽進,雖鑽頭增加了成本,但減少了綜合成本,總體可取,但特別重要的是應該根據地層選擇配合鑽頭,再根據鑽頭使用條件配合選擇相應的渦輪鑽具,以發揮渦輪鑽具的最大功效。

Ⅱ 渦輪鑽具支承節可以用PRO/E設計嗎

可以的,沒有proe設計不出來的,只有你不會用proe。

Ⅲ 渦輪鑽具和螺桿鑽具具有哪些優點

優點:
①沖擊和剪切雙重作用破岩,既有牙齒的沖擊又有滑動引起的剪切,破岩效率高。
②適應地層范圍廣,適合在所有地層中鑽進。
③鑽頭自洗效果好,不容易泥包。
④鑽頭成本較低。
缺點:
①由於軸承的壽命和牙齒耐磨性的限制,鑽頭壽命相對較低;
②由於存在薄弱環節(如軸承密封與鎖緊部位),經常會造成牙輪脫落,造成鑽井事故;
③由於軸承在高轉速下壽命較低,因此牙輪鑽頭不適合高轉速,一般適合在200轉/分以下。
④在高溫條件下,鑽頭密封和潤滑系統容易損壞,因而不適合高溫地層。
⑤在小井眼中由於牙輪尺寸受到限制,壽命很低,因此不適合小井眼鑽井。
⑥所需鑽壓相對較高,不適合在易斜地層使用。

Ⅳ 有沒有提供渦輪鑽具中渦輪的廠家

不好意思,真找不到

Ⅳ 那位朋友幫忙翻譯成英文,附中文資料,畢業設計

Discharge pulley
卸料滾筒
Take-up pulley
拉緊滾筒
Bend pulley
改向滾筒
Discharge snub pulley
卸料增面滾筒
Housings
軸承座
Sealing type
密封類型
Flow deviation system
分離系統
Tripper
卸料機
Movable head 活動頭
Deviation flow car
卸料車
Pneumatic cylinder
氣缸
Hydraulic cylinder
液壓缸
Actuator electro-machanic
機電執行器
Motor-recer
馬達減速器
Square bar
方型剛
Scrapers
刮板機,刮刀,刮泥板
Cleaners
清掃器
Ballast
重錘
Pulleys
滾筒
Material of construction

Wire rope
鋼絲繩
Cover

Idlers
托輥
Troughing idlers
槽型托輥
Trough angle
槽型角
Impact idlers
緩沖托輥
Return idlers
回程托輥
Transition idlers
過渡托輥
Training load idlers
上調心托輥
Training return idlers
下調心托輥
Flat belt idler
平帶托輥
Weighting idlers
承載托輥
Drive pulley
驅動滾筒Discharge pulley 卸料滾筒
Take-up pulley 拉緊滾筒
Bend pulley 改向滾筒
Discharge snub pulley 卸料增面滾筒
Housings 軸承座
Sealing type 密封類型
Flow deviation system 分離系統
Tripper 卸料機
Movable head 活動頭
Deviation flow car 卸料車
Pneumatic cylinder 氣缸
Hydraulic cylinder 液壓缸
Actuator electro-machanic 機電執行器
Motor-recer 馬達減速器
Square bar 方型剛
Scrapers 刮板機,刮刀,刮泥板
Cleaners 清掃器
Ballast 重錘
Pulleys 滾筒
Troughing idlers 槽型托輥
Trough angle 槽型角
Impact idlers 緩沖托輥
Return idlers 回程托輥
Transition idlers 過渡托輥
Training load idlers 上調心托輥
Training return idlers 下調心托輥
Flat belt idler 平帶托輥
Weighting idlers 承載托輥
大學畢業吧,還是自己翻下好。以後沒准能用上

Ⅵ 渦輪鑽具未來工作設想

1)我國現有的渦輪鑽具水力性能實驗台設計老舊,性能不能滿足當前渦輪鑽具實驗要求,必須開展新型渦輪鑽具實驗台的設計研究,目前,已經完成了渦輪鑽具水力性能實驗台的設計,尚需完成物理實驗台的組裝和調試工作。

2)渦輪鑽具的加工價格昂貴,急需開展准確度高的渦輪鑽具性能模擬技術研究,並完成渦輪鑽具系列設計軟體的開發。

3)渦輪鑽具設計方面的人才匱缺,急需培養渦輪鑽具開發方面的科研骨乾和人才。

Ⅶ 求水力渦輪鑽具的CAD圖

這個是需要斥巨資的!