Особенности режима бурения электробурами

Общие сведения.Электробур — это буровая забойная маши-на, приводимая в действие электрической энергией и сооб­щающая вращательное движение породоразрушающему инстру­менту (рис. 7.12).Электробур с долотом опускается в скважину на бурильных тру­бах. Колонна бурильных труб служит для поддержания электробу­ра, восприятия реактивного момента, подачи к забою бурового раствора и размещения в нем токоподвода. Вал электробура по­лый, через него буровой раствор попадает к долоту.

Электроэнергия к электробуру подается по кабелю, подве­денному к буровому шлангу, соединенному посредством токо­приемника с кабелем, вмонтированным в бурильные трубы. Токо­приемник представляет собой систему контактных колец и щеток, которые помещены в герметически закрытом корпусе, пред­охраняющем их от попадания бурового раствора. Подвод элект­роэнергии через контактные кольца и щетки позволяет вращать колонну бурильных труб, не нарушая подвода тока к электробуру. Кабель (трех- или двужильный) вмонтирован в бурильные трубы

Рис. 7.12. Схема бурения электробуром:

- токоприемник; 2 - кабель; 3 — буровая лебедка; 4 — пульт управления; 5— бурильная труба с вмонтированными внутрикабельными муфтами; 6— элект­робур; 7 — долото

отрезками, которые при свинчивании труб автоматически соеди­няются специальными муфтами, укрепленными в бурильных зам­ках (рис. 7.13).

Конструкция электробура.Электробур состоит из маслонапол-ненного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и шпинделя (рис. 7.14).

Вращающий момент двигателя передается на вал шпинделя через зубчатую муфту 24. Стык валов уплотняется шарнирной втулкой 23 с резиновыми кольцами. Через центральное отверстие в валах дви­гателя и шпинделя пропускается буровой раствор.

Для снижения частоты вращения долота и повышения враща­ющегося момента, подводимого к долоту, применяют редукторы-вставки, устанавливаемые между двигателем и шпинделем.

Технические характеристики основных электробуров приведены в табл. 7.4, а электробуров с редукторами-вставками — в табл. 7.5.

Правила эксплуатации электробуров.Каждый электробур, по­ступающий на буровую установку, снабжается рейсовым паспор­том. Паспорт является приемосдаточным документом как для бу­ровой установки, так и для прокатно-ремонтной базы.

Перед навинчиванием долота на вал электробура проверяется осевой люфт вала шпинделя. Перед каж­дым спуском в скважину электробур осматривают внешне, проверяют затяжку клапанов, пробок и положение поршня компенсатора в шпинделе по рас­стоянию между витками пружины, наличие и дав­ление масла в компенсаторах двигателя и шпинделя.

Контактный стержень очищают, тщательно про­мывают касторовым маслом, затем проверяют со­противление изоляции обмотки двигателя относи­тельно корпуса. После проверки изоляции на элек­тробур навинчивают устройство контроля изоляции, а затем центратор и УБТ.

Для нормальной эксплуатации электробуров и токоподвода буровая бригада должна быть обес­печена: двухнедельным запасом чистого сухого ка­сторового масла; приспособлением для очистки, промывки, смазки этим маслом контактных соеди­нений; комплектом инструмента для обслужива­ния клапанов и пробок; приспособлением для из-

Рис.7.13. Бурильная труба с двухпроводной кабельной секцией:

1 — двухконтактный стержень; 2 — опора стержня; 3 — ниппель замка; 4 — бурильная труба; 5 — двужильный шланговый ка­бель; 6 — муфта замка; 7 — сухарь; 8 — опора муфты; 9 — двух­контактная муфта

Рис. 7.14. Электробур:

/ — корпус статора; 2 — пакет магнитопроводной стали ротора; 3 — вал двигате­ля; 4 — верхняя лобовая часть обмотки статора; 5 — верхний клапан двигателя; 6 — верхний сальник двигателя; 7 — верхний соединительный корпус статора двигателя; #— цилиндр компенсатора; 9— пружина; 10— поршень компенсатора; 77 — резиновая диафрагма компенсатора двигателя; 12 — переводник под элеватор; 13 — контактный стержень кабельного ввода; 14 — корпус шпинделя; 15 — ниж­ний соединительный корпус статора; 16, 25 — пробка; 77 — нижний сальник двигателя; 18 — нижний подшипник двигателя; 19 — нижняя лобовая часть об­мотки статора; 20 — секция ротора двигателя; 21 — промежуточный подшипник двигателя; 22 -- промежуточный пакет статора из немагнитного материала; 23— шарнирная втулка; 24— зубчатая муфта; 26— верхний радиальный подшип­ник; 27 - упорный подшипник; 28 — наружная обойма распределителя осевой нагрузки; 29 — внутренняя обойма распределителя осевой нагрузки; 30 — пор­шень компенсатора шпинделя; 31 — пружина компенсатора; 32 — нижний ради­альный подшипник; 33 — клапан; 34 - сальник шпинделя; 35 — вал шпинделя; 36 — переводник на долото

Таблица 7.4 Технические характеристики основных электробуров

Примечание. Максимальный момент указан при длине токоподвода Ь = О с учетом падения напряжения в обмотке трансформатора.

мерения количества масла в электробуре; маслозаправщиком для закачки масла в шпиндель с двухнедельным запасом машинно­го масла (авиамасла); запасными токоприемниками и кабель­ными секциями ведущей трубы; УБТ; центратором; устройством контроля изоляции; маслозаправщиком для закачки трансфор­маторного масла в двигатель электробура; болтами и пружин­ными шайбами для крепления токоподвода; калибрами для про­верки контактных соединений.

Бурильные трубы с кабельными секциями, доставляемые на буровую установку, подвергаются (на буровой) профилактичес­кому осмотру, проверке креплений кабельных секций в буриль­ных трубах и проверке сопротивления изоляции.

Трубы с дефектами к бурению не допускаются.

При спуске и подъеме необходимо тщательно промывать водой Контактные соединения секций кабеля и смазывать их горячим Касторовым маслом.

Таблица 7.5 Технические характеристики электробуров с редукторами-вставками

Примечание. Электробуры могут собираться с двумя последовательно со­единенными редукторами-вставками. При этом скорость вращения вала шпинде­ля снижается в / раз, и соответственно повышается вращающий момент на валу.После подъема электробур устанавливают на элеватор для про­верки положения поршней в лубрикаторах и сопротивления изо­ляции двигателя. По разности уровней положения поршней до спус­ка и подъема электробура определяют расход масла. Положение поршней в лубрикаторах отмечают в паспорте. Без записи о поло­жении поршней нельзя судить о допустимости спуска электробура в очередное долбление. При каждом подъеме электробура прове­ряют также качество масла в нижней части шпинделя. В случае проникновения промывочной жидкости в шпиндель электробур спускать в скважину запрещено. Правила транспортировки элек­тробуров и турбобуров аналогичны.

Особенности бурения электробурами.Основные особенности бу­рения электробуром следующие:

двигатель электробура получает питание непосредственно от бурового трансформатора по кабелю, проложенному внутри ко­лонны бурильных труб. Электроэнергия подается с малыми поте­рями вследствие применения высокого напряжения;

мощность электробура практически не зависит от количества

и свойств бурового раствора и глубины погружения электробура;частота вращения вала электробура не зависит от количества_и свойств бурового раствора и незначительно зависит от нагрузки;количество прокачиваемого бурового раствора при электробу­рении определяется условиями нормальной очистки забоя незави­симо от мощности, развиваемой электробуром;электробур -- герметичная маслонаполненная машина, рабе чие органы которой не подвержены действию-абразивных частиц, содержащихся в промывочной жидкости. Поэтому характерис­тики электробура неизменны в течение всего срока его службы;изменение момента сопротивления на долоте при бурении мгновенно отражается на изменении величины тока и мощности. Это дает возможность наблюдать по ваттметру за нагрузкой на до­лото, определять характер его работы, устанавливать степень из­носа'и предупреждать аварии с долотом;изменения тока и мощности, отражающие нагрузку на доле дают возможность автоматизировать процесс бурения при макси­мальном использовании мощности, развиваемой электробуром;отсутствие вращения бурильной колонны и особенности^ струкции электробура позволяют при помощи специальной по­гружной аппаратуры в процессе бурения наклонных скважин осу­ществлять контроль за углом наклона и азимутом, а также уста­навливать отклонитель в нужном направлении и корректировать его положение в процессе бурения.

Многолетний опыт эксплуатации электробуров позвол! ределить наиболее целесообразные области их применения для

бурения:

глубоких скважин с применением утяжеленных буро

створов;наклонно-направленных скважин;разветвленно - горизонтальных скважин;скважин с применением газообразных агентов;опорно-технологических скважин.Основные правила техники безопасности при бурении электробуром.Можно выделить следующие правила.Все токоведущие части должны быть надежно изолированы
или ограждены. Металлические детали, которые могут оказаться
под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей,
заземлены. Надежность изоляции и заземления должна регулярнопроверяться.Наружный кабель, подводящий электрическую энергии токоприемнику, должен прикрепляться к буровому шлангу.Буровую вышку необходимо оборудовать устройством види­
мого разрыва (сигнальным устройством, показывающим разорва­
на наземная питающая цепь электробура или нет).

4. В питающей цепи электробура должна быть и поддерживаться
в исправном состоянии защитная аппаратура, срабатывающая при
увеличении тока больше допустимого значения.

5. Перед обслуживанием токоведущих частей (токоподъемни-
ка, кабеля и т.д.) необходимо обязательно убедиться в отсут­
ствии напряжения на них. Кроме того, необходимо соблюдать все
правила техники безопасности, относящиеся к бурению скважин
на нефть, газ.