Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Определить точную величину перепада давления в турбобуре — расчетным путем трудно и поэтому, как правило, этот показатель находится в соответствующих справочниках, где приводятся сведе­ния о ртур по данным испытаний при определенных расходах |Q.. При иных расходах Q’ рабочей жидкости значения перепадов дав-

ления ртур находятся из простои зависимости

которая дает вполне приемлемые для практических целей результаты.

При работе турбобура в условиях повышенной температуры следует иметь в виду, что ее влияние может сказаться главным образом на двух обстоятельствах. Это, во-первых, ухудшение работы таких деталей турбобура, как подпятники, и, во-вторых, изменение под воздействием тепла реологических свойств бурового раствора как рабочего агента, приводящего во вращение вал турбобура.

Работоспособность многоступенчатых турбобуров во многом зависит от стойкости их опорных элементов, которые выполняются.

гуммированными, т. е. облицованными резиной. Как и во всяком лодшипнике, в таких гуммированных опорных элементах с ростом потерь на трение будет увеличиваться теплообразование. В то же время, чем выше температура и чем агрессивнее и абразивнее среда, тем выше интенсивность износа и разрушения резины. Поскольку же резина является слаботеплопроводным материалом, то для лучшего охлаждения резиноподшипников необходимо устройство специальных каналов, по которым мог бы протекать буровой раствор. Вместе с тем такие каналы улучшают условия выноса перка с поверхности контакта пары трения. ‘

Для выявления влияния температуры на характеристику тур­бобуров в зависимости от реологических свойств бурового рас­твора на специальной экспериментальной установке были прове­дены опыты при изменении температуры рабочей жидкости (вода) в интервале от 14 до 68°С. При этом значение параметра Re изме­нялось в пределах от 0,5-105 до.1,5-106. Как и следовало ожидать, увеличение температуры вызвало снижение потерь давления. Так, если при 15 °С потери давления в турбинах составляли 0,32 МПа, при 68 °С эти потери снизились до 0,25 МПа, т. е. примерно на 28%. В тек же пределах изменения температуры частота вра­щения турбобура уменьшилась на 11—12%, а крутящий момент возрос на 5—8 %. • ,

Гидравлическая характеристика существующих конструкций электробуров до последнего времени оставалась совершенно неизвестной. Ниже приводятся результаты первых эксперимен­тальных исследований, выполненных в этом направлении [19] и др. Эксперименты проводили с электробурами различных типов при подаче насоса 29,5—33,5 л/с. В результате расчетов были полу­чены значения коэффициента аэ для исследованных типов электро­буров, найденные в соответствии с зависимостью

‘ р = йэ = Q2y.

Тип электробура………………… Э215/8 Э164/8 Э170/8 Э240/8

. ‘ Э250/8

аэ………………………………………. 0,0102 0,0397 0,0320 0,006-;

— — 0,007

До постановки более точных опытов эти значения могут быть рекомендованы как ориентировочные для определения гидравли­ческих потерь в электробурах при промывке как водой, так и гли1 нистым раствором.

На конструкцию, габаритные размеры и мощность электробу­ров существенное влияние оказывает температура. Поэтому ох­лаждение электробура циркулирующим буровым раствором в про­цессе его эксплуатации является необходимой и весьма важной операцией. При этом следует иметь в виду, что степень допускае­мой загрузки двигателя электробура зависит от допустимого на­грева обмотки двигателя. Совпадение допустимой нагрузки с
номинальной мощностью двигателя будет обеспечено только в том — случае, если на запроектированной глубине температура окружаю­щей среды будет равна расчетной, принятой за основу при проек­тировании двигателя.

Допустимая температура нагрева обмотки двигателя электро­бура ^об. д обусловливается теплостойкостью изоляции и может быть определена из выражения ‘

^об. д — ^о. с

где /0.с—температура окружающей среды; At— разница между температурой обмотки и окружающей среды.

Как показал Ф. Н. Фоменко, в силу ряда обстоятельств нагрев обмоток электробура до установившейся температуры наступает ре раньше как через 42—63 мин после начала циркуляции бурово­го раствора. За такое же примерно время температура циркули­рующей жидкости снижается до своего минимального значения, характерного для процесса бурения. Поэтому в качестве темпера­туры окружающей среды t0.c следует брать забойную температуру, соответствующую установившейся циркуляции бурового раствора, а не вычисленную по данным о геотермическом градиенте (ступе­ни). При этом разница в 15—20 °С при расчетах загрузки двигате­лей электробуров, может привести к чрезмерному тепловому запа­су, о чем убедительно свидетельствуют следующие данные, взятые из работы Ф. И. Фоменко: двигатель МАП 1-25-725/8 при допусти­мом для’ этой машины предельном нагреве обмотки 130 °С и при *о’.е —55°С может потреблять ток силой 168 А, а при £о. с = 40°С— током 180 А,

Таким образом, для правильной эксплуатации электробуров необходимо иметь точное представление об истинной температуре циркулирующего бурового раствора, а также о кривой перегрева обмоток в зависимости от тока нагрузки.

Нормальная работа электробура во многом зависит и от того, насколько правильно определены параметры токоподвода в усло­виях скважины с учетом температуры бурового раствора. А. М. По­горельским и И. А. Кулиевым при решении подобной задачи бы­ли найдены следующие интересные для практического использова­ния зависимости. Это, во-первых, формула для определения истинного значения температуры жилы кабеля tmvi

* =———- l——- [14,5 — f — 0,0075/7-M (I — 20a) + 0,0017Л]

, 1 — A a 1

и упрощенная зависимость для определения сопротивления двух­жильного концентрического кабеля г для всей глубины скважины Н.

г = R20H [1 + 0,004 (1,03 + 0,01642//)].

Здесь #20— сопротивление 1 м жилы кабеля при 20 °С; h — глуби­на спуска кабеля; a—’температурный коэффициент жилы кабеля при 20 °С:

где п — число жил; / — ток в одной жиле; R — общее термическое сопротивление кабеля; р — удельное сощютивление жилы кабеля; 5 — сечение жилы. ^

Комментарии запрещены.