Технологический комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией гидравлического яса-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Технологический комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией гидравлического яса-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Текст пояснительной записки на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
4 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ
4.1 Принцип работы модернизированного оборудования

Целью модернизации является упрощение конструкции и повышение надежности гидравлического яса.
Поставленная цель достигается тем, что канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем и заполненные рабочей жидкостью, снабжен установленной над поршнем на компенсационном штоке втулкой с наружной фаской, образующей совместно с торцом поршня кольцевую канавку, на дне которой выполнен щелевой канал, клапанным узлом с запорным элементом в виде расположенного в кольцевой канавке О-образного кольца уплотнителя с еластоміра для перекрытия потока жидкости из полости над поршнем в полость под поршнем, при этом поршень установлен с зазором относительно цилиндра, канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем, выполнен в виде кольцевого зазора между компенсационным штоком и поршнем с возможностью сообщения с щелевым каналом.
Выполнение клапанного узла с запорным элементом в виде расположенного в кольцевой канавке О-образного кольца уплотнителя с еластоміра делает конструкцию мяса гораздо менее чувствительной к содержанию механических включений в рабочей жидкости, поскольку последние в случае попадания под кольцо в большинстве случаев просто утапливается в тело кольца, не нарушая герметичности пары. Таким свойством не обладает поршень и единая система дросселирования рабочей жидкости прототипа - в ней механические включения могут привести к отказу работы мяса.
На рисунке 4.1 изображен продольный разрез модернизированного мяса, на рисунке 4.2 изображен узел отсекания потока - обратный клапан - в увеличенном виде.

Рисунок 4.1 – Модернизированный гидравлический яс.

Рисунок 4.2 - Узел отсекания потока - обратный клапан.

Яс состоит из цилиндра 1 с розточеною участком, в котором с малым зазором относительно цилиндра 1 подвижно установлен поршень 2. Тяговый шток 3 уплотнен верхним сальником 4 и соединенный со шпинделем 5, который с корпусом 6 яса соединяется шліцьовою парой 7. Шпиндель 5 соединен с рабочей колонной труб 8, причем на шпинделе выполнена глава 18 для нанесения ударов по корпусу 6 мяса. Компенсационный шток 9, расположенный ниже по поршень 2, уплотненный нижним сальником 10, который установлен в нижнем перевіднику 11. Между компенсационным штоком 9 и поршнем 2 имеется кольцевой зазор 12. Над поршнем 2 расположена с возможностью осевого перемещения относительно компенсационного штока 9 втулка 13, на которой выполнена наружная фаска 14. В кольцевой канавке, образованной фаской 14 втулок 13 и торцом поршня 2, расположено O - образное уплотнительное кольцо 15 с еластоміра. Указанная кольцевая канавка через щелевой канал 16 сообщена с кольцевым зазором 12, который в свою очередь гидравлически связан с под поршневым пространством посредством пазов 17, выполненных в штоке 9.
При натяжении рабочей колонны труб 8 шпиндель 5, штоки 3 и 9 вместе с поршнем 2 перемещаются вверх. При этом в полости «В» цилиндра 1 над поршнем 2 повышается давление, под действием которого O-образное уплотнительное кольцо 15 с еластоміра прилегает к щелевого канала 16 и перекрывает его, предотвращая перетекание рабочей жидкости из полости «В» в полость «Н» под поршнем 2 цилиндра 1. Этот перепад, действуя на кольцевую площадь поршня 2, создает нагрузку на рабочую колонну 8. Далее в результате утечки через зазор в паре поршень 2 - цилиндр 1, поршень перемещается вверх до розточеної участка цилиндра, где перепад давления снимается. После этого растянутая рабочая колонна резко сокращается, вследствие чего происходит удар головы 18 шпинделя 5 по внутреннему торцу корпуса 6. Шліцьова пара 7 позволяет передавать через яс крутящий момент.
Во время возврата подвижных частей мяса в начальное (ниже) положение, которому соответствует рисунок 4.1, после входа поршня в нижнюю не розточену часть цилиндра 1 поршень 2 перекрывает сечение цилиндра 1. Поэтому под поршнем 2 повышается давление, которое, действуя через пазы 17, кольцевой зазор 12 и щелевой канал 16, приводит к повышению давления под O-образным уплотнительным кольцом 15 из еластоміра. Под действием этого давления O-образное уплотнительное кольцо 15 растягивается и приподнимается в своей канавке. При этом благодаря фаске 14 между O-образным уплотнительным кольцом 15 и втулкой 13 образуется кольцевой зазор, через который рабочая жидкость из полости «Н» перетекает в полость «В» цилиндра 1, давая возможность поршню 2 перемещаться вниз по цилиндру 1.
Представляет практический интерес вопрос о необходимую ширину щелевого канала 16, поскольку при большой ширине О-образное уплотнительное кольцо 15 может быть по пресовано в щелевой канал 16 перепадом давления, а при малой ширине неприемлемо возрастет перепад давления во время движения поршня 2 вниз.
Восстановительные ремонтные работы в подавляющем большинстве случаев требуют извлечения из забоев оставленных ранее в скважинах различных видов неисправного оборудования: пакеров, насосов и тому подобное В связи с этим гидравлические ясы, что является эффективным средством освобождения прихваченных из скважины оборудования, будут пользоваться все более широким применением в практике ремонтных работ.
Гидравлический яс, включающий выполненный с розточеною участком цилиндр, поршень, соединенный с тяговым и компенсационным штоками, герметизированными сальниками, канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем и заполненные рабочей жидкостью, отличающийся тем, что он снабжен установленной над поршнем на компенсационном штоке втулкой с наружной фаской, что создает совместно с торцом поршня кольцевую канавку, на дне которой выполнен щелевой канал, клапанным узлом с запорным элементом в виде расположенного в кольцевой канавке О-образного кольца уплотнителя с еластоміра для перекрытия потока жидкости из полости над поршнем в полость под поршнем, при этом поршень установлен с зазором относительно цилиндра, канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем, выполнен в виде кольцевого зазора между компенсационным штоком и поршнем с возможностью сообщения с щелевым каналом.

Данный дипломный проект выполнен по теме "Технологический комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией гидравлического яса".
В первых двух разделах приведены назначение и комплектность оборудования для бурения скважин.
Проведён сравнительный анализ прототипов модернизированной конструкции. Описано техническое предложение.
В пятом разделе проведены необходимые расчёты работоспособности. В следующих разделах полностью приведен комплекс организационно-технических и ремонтных мероприятий, а также мероприятий по охране труда и охране окружающей среды.
Расчет экономического эффекта от внедрения модернизированной конструкции гидравлического ясса показал целесообразность модернизации.

Технологический комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией гидравлического яса
На (чертеже №1) изображен буровую установку «Уралмаш 5000 ДГУ» подбор именно такой буровой установки обусловлен расчетами приведенными в расчетно – пояснительной записке (согласно исходных данных).
Прихват колонны труб – это самый многочисленный и тяжелый вид аварий. С ростом глубин скважин и давления как гидростатического, так и пластовых, возросли и увеличились потенциальные опасности при бурении скважин.
Разновидности прихваток бурильной колонны:
Прилипание бурильной колонны к стенке скважины.
Этот вид прихвату происходит под действием перепада давления, в результате которого избыточное давление прижимает бурильную колонну к стенке скважины. При наличии глинистой корки на стенке трубы вдавливаются в нее. Трубы прилипают на участке залегания проницаемых пород и тогда, когда силы трения, возникающие в стволе скважины, превышают силы, действующие на бурильную колонну нормальные силы и тем самым исключают перемещение колонны в любую сторону.
Заклинивание колонны труб.
Эта группа прихваток чаще всего происходит в суженной части ствола, в зонах жолобних выработок, а также при заклинивании посторонними предметами и шламом.
Прихват бурильной колонны неустойчивыми породами.
Ствол скважины теряет устойчивость в результате изменения напряженного состояния пород, который может зависеть от геологических факторов и технологии проводки скважины.
Прихват бурильной колонны сальником.
В местах перехода от большого диаметра элементов бурильной колонны, находящиеся в скважине, к меньшему изменяются скорости потока промывочной жидкости над долотом, турбобуром, ОБТ и замками, а также в зоне каверн и в местах увеличенных диаметров скважин. Если скважина обсажена промежуточной колонной, состоящей из труб различного диаметра, то в зонах перехода с меньшего диаметра на больший скорость движения промывочной жидкости снижается.
Устройство для ликвидации прихваток колонн труб в скважине (чертеж №2) предназначен для ликвидации прихваток колонн труб, преимущественно группы заклинювань. Работа его основана на принципе создания ударов, направленных или вверх, или вниз за счет растяжения или сжатия части колонны труб, расположенной над зоной прихвату.
На (чертеже №3) изображен яс механический буровой.
Яс механический предназначен для ликвидации заклинювань долот и элементов бурильных колонн небольшой длины ударами вверх. Принцип работы яса основан на использовании потенциальной энергии растянутой бурильной колонны после разъединения конусной пары. При этом верхнюю часть бурильной колонны отсоединяют над верхней границей прихвата и вытаскивают.
Гидравлические яссы предназначены для освобождения прихваченного внутрь скважинного оборудования ударами, направленными вверх в сочетании со статическим осевым растягивающим нагрузкам и крутящим моментом, при проведении буровых работ.
Задачами предлагаемой модернизации (чертеж 4) является упрощение конструкции и повышение надежности гидравлического яса.
Поставленная цель достигается тем, что канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем и заполненные рабочей жидкостью, снабжен установленной над поршнем на компенсационном штоке втулкой с наружной фаской, образующей совместно с торцом поршня кольцевую канавку, на дне которой выполнен щелевой канал, клапанным узлом с запорным элементом в виде расположенного в кольцевой канавке О-образного кольца уплотнителя с еластоміра для перекрытия потока жидкости из полости над поршнем в полость под поршнем, при этом поршень установлен с зазором относительно цилиндра, канал, сообщающий полости цилиндра, разделенные поршнем, выполнен в виде кольцевого зазора между компенсационным штоком и поршнем с возможностью сообщения с щелевым каналом.
Выполнение клапанного узла с запорным элементом в виде расположенного в кольцевой канавке О-образного кольца уплотнителя с еластоміра делает конструкцию мяса гораздо менее чувствительной к содержанию механических включений в рабочей жидкости, поскольку последние в случае попадания под кольцо в большинстве случаев просто утапливается в тело кольца, не нарушая герметичности пары. Таким свойством не обладает поршень и единая система дросселирования рабочей жидкости прототипа - в ней механические включения могут привести к отказу работы мяса.
На (чертеже № 5) изображено деталировки мяса.
Технологический процесс изготовления поршня модернизированного гидравлического яса (чертеж №6) включает перечень операций, и инструмент который необходим для изготовления детали.
Дипломный проект включает разделы “Охрана труда”и “Охрана окружающей среды”, где отражены вопросы создания безопасных условий труда и предотвращения загрязнения окружающей среды.
Целесообразность внедрения предлагаемой модернизации подтверждено экономическими расчетами. Экономический эффект достигается за счет увеличения межремонтного цикла оборудования, а также благодаря увеличению срока службы оборудования.