- •3.1 Будова, принцип дії і класифікація 53
- •Загальні відомості про гідромашини і компресори та їх класифікація
- •1 Основні параметри насосів
- •2 Динамічні насоси
- •2.1 Будова, принцип дії і класифікація
- •2.2 Робочі колеса відцентрових насосів
- •2.3 Рух рідини в каналах робочого колеса ідеального насоса
- •2.4 Рівняння Ейлера для турбомашин
- •2.5 Вплив обмеженого числа лопатей на тиск насоса
- •2.6 Баланс енергії і коефіцієнт корисної дії динамічної машини
- •2.7 Залежність подачі, напору і потужності насоса від частоти обертання вала
- •Згідно рівняння Ейлера для безударного режиму роботи насоса
- •2.8 Характеристика динамічного насоса
- •2.9 Відносні (відсоткові) характеристики
- •2.10 Вплив густини і в’язкості рідини на характеристику насоса
- •2.11 Перерахунок характеристик відцентрових насосів з води на нафту
- •2.12 Явище подібності у відцентрових насосів
- •2.13 Коефіцієнт швидкохідності. Класифікація коліс за коефіцієнтом швидкохідності
- •2.14 Гідравлічна система. Робота насоса на гідравлічну мережу
- •2.15 Паралельна робота відцентрових насосів
- •2.16 Послідовна робота відцентрових насосів
- •2.17 Кавітація. Визначення висоти всмоктування динамічного насоса
- •2.18 Регулювання роботи відцентрових машин
- •2.18.2 Регулювання зміною частоти обертання вала машини
- •2.18.3 Регулювання зміною зовнішнього діаметра робочого колеса
- •2.18.4 Інші способи регулювання
- •3 Об’ємні насоси
- •3.1 Будова, принцип дії і класифікація
- •3.2 Середня подача зворотно-поступальних насосів різних типів Середня теоретична подача зпн за один оберт кривошипного вала рівна об’єму , описаному його поршнями (плунжерами). За час t
- •3.3 Графіки миттєвих подач насосів різних типів
- •3.4 Пневмокомпенсатори
- •3.5 Розрахунок пневмокомпенсаторів
- •3.6 Тиск в робочій камері насоса при нагнітанні і всмоктуванні з пневмокомпенсатором
- •Підставивши значення у вираз (3.18), отримаємо
- •3.7 Індикаторна діаграма
- •3.8 Втрати енергії. Коефіцієнт корисної дії і характеристика зворотно-поступальних насосів
- •3.9 Класифікація клапанів об’ємних насосів
- •3.10 Основи теорії роботи клапана
- •3.11 Умови виникнення стуку клапана
- •3.12 Основи розрахунку зворотно-поступальних насосів
- •3.12.1 Розрахунок гідравлічної коробки насоса
- •3.12.2 Розрахунок штока насоса двохсторонньої дії
- •3.13 Регулювання режиму роботи зворотно-поступальних насосів
- •3.14 Випробування об’ємних насосів
- •3.15 Основні правила обслуговування об’ємних насосів
- •4 Турбобури
- •4.1 Будова і принцип дії турбобурів
- •4.2 Види турбобурів
- •4.3 Однорозмірна теорія осьових турбін
- •4.4 Плани швидкостей. Режим роботи турбіни
- •4.5 Полігон швидкостей. Кінематичні коефіцієнти турбін
- •4.6 Умови роботи турбобура на вибої
- •4.7 Характеристика турбіни
- •4.8 Ремонт і регулювання турбобура
- •5 Компресори
- •5.1 Область застосування і типи компресорних машин
- •За розміщенням циліндрів компресори об’ємної дії бувають: горизонтальні, вертикальні, прямокутні (кутові), опозитні, V-подібні, ш-подібні, зіркоподібні.
- •5.2 Поршневі компресори. Принцип дії, будова, класифікація
- •5.3 Основні параметри компресорів
- •5.4 Одноступеневий стиск в поршневому компресорі
- •5.4.1 Робочий процес в циліндрі компресора
- •5.5 Об’ємна витрата газу на вході одноступеневого компресора
- •5.6 Ступеневе стиснення газу в поршневому компресорі
- •5.7 Основи термодинамічного розрахунку нафтопромислового компресора
- •1 Вибір числа ступеней
- •2 Розподіл тисків по ступенях
- •3 Показник адіабати і газова постійна суміші
- •4 Визначення температур по ступенях
- •5 Вибір типу і схеми компресора
- •6 Коефіцієнти співвідношення об’ємів
- •7 Визначення об’ємного коефіцієнта
- •8 Визначення коефіцієнтів наповнення Значення коефіцієнтів наповнення визначається за формулою
- •9 Визначення секундних робочих об’ємів
- •10 Визначення параметрів приводу компресора
- •5.8 Шляхи вдосконалення поршневих компресорів
- •Висновки
- •Перелік рекомендованої літератури
4.6 Умови роботи турбобура на вибої
При проробці стовбура свердловини (наприклад, калібрування стовбура перед спуском обсадних колон) на основну опору турбобура діє тільки навантаження від власної ваги елементів турбобура і тиску потоку рідини (зусилля направлене зверху вниз)
, (4.16)
де – гідравлічне навантаження від перепаду тиску в турбіні, долоті і п’яті турбобура;
– вага роторної частини турбобура і долота в рідині.
Гідравлічне навантаження визначається виразом
, (4.17)
де – сумарний перепад тиску в турбіні, долоті і п’яті турбобура;
– розрахунковий діаметр ступені турбіни.
При бурінні свердловини на основну опору турбобура діє осьове навантаження
, (4.18)
де – реакція вибою;
, (4.19)
де – осьове навантаження на долото.
При – умова плаваючої п’яти (тертя в основній опорі відсутнє).
При бурінні свердловин в результаті ударів зубців долота об вибій і створення хвильового процесу, реакція вибою є змінною величиною і може досягати максимального значення , тоді формула (4.18) приймає вигляд
. (4.20)
Тобто сумарне осьове зусилля на основну опору може бути направлене вгору або вниз (а тому зазори , див. рис.4.1).
Осьове навантаження на долото при бурінні шарошковими долотами здійснюється, виходячи з умови об’ємного руйнування гірської породи
, (4.21)
де – осьове навантаження, при якому виконується умова об’ємного руйнування породи;
– коефіцієнт, який враховує зміни умов руйнування породи на вибої, ;
– твердість породи за штампом;
– площа контактної поверхні породоруйнуючих елементів долота з вибоєм.
Враховуючи (4.21) осьове навантаження на долото, беруть з умови
, (4.22)
де – допустиме навантаження на долото, обумовлене його міцністю.
При бурінні лопатевими, алмазними і твердосплавними долотами величину осьового навантаження визначають за формулою
, (4.23)
де – осьове навантаження на одиницю діаметра долота (залежить від фізико-механічних властивостей гірських порід);
– діаметр долота.
Частота обертання долота визначається за формулою
, (4.24)
де – допустима лінійна швидкість різання, що визначається з умови абразивного зношування і нагрівання долота ( м/с).
Витрату промивальної рідини визначають із умов ефективної очистки вибою і забезпечення виносу вибуреної породи по затрубному кільцевому просторі
, (4.25)
, (4.26)
де – питома втрата промивальної рідини, (м3/с)/м2 (при бурінні гідравлічними вибійними двигунами (м3/с)/м2);
– площа вибою свердловини, м2;
– мінімальна швидкість руху промивальної рідини в кільцевому просторі, яка забезпечує винесення породи, м/с ( м/с і залежить від діаметра долота);
– площа кільцевого простору, м2.
За характеристику насосної установки беруть найбільше значення Q, якому відповідає значення допустимого тиску для даних циліндрових втулок.
Перепад тиску в турбіні визначається за її характеристикою, а в долоті і п’яті за формулою
, (4.27)
де а – коефіцієнт, який залежить від розмірів і форми проточних каналів долота і п’яти.
Якщо задані витрата рідини Q, її густина , то для турбіни з розрахунковим діаметром легше знайти момент, частоту обертання і ККД, а потім перепад тиску
. (4.28)