Исследование работы опор трехшарошечных долот для повышения их работоспособности
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность.
Шарошечные долота – это породоразрушающий инструмент, применяющийся при бурении практически всех видов пород в самых разных условиях. Именно поэтому в настоящее время на шарошечные долота приходится около 90% объема бурения нефтяных и газовых скважин как в России, так и за рубежом.
Бурение скважин — единственный источник результативной разведки и приращения запасов нефти и газа. При бурении нефтяных и газовых скважин основным инструментом, при помощи которого происходит разрушение горной породы на забое и образуется собственно скважина, является долото.
В связи с истощением запасов углеводородного сырья в традиционных районах добычи нефти и газа в настоящее время происходит естественный процесс перехода к разведке и бурению глубоко залегающих пластов. Первостепенное значение для снижения себестоимости метра проходки скважин является повышение работоспособности и надежности бурового оборудования и инструмента в условиях глубокого бурения.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение10
1 Анализ работоспособности опор трехшарошечных долот13
1.1Функциональное назначение и конструктивное исполнение
шарошечных долот13
1.2 Обобщение опыта эксплуатации трехшарошечных долот23
1.3 Принцип работы трехшарошечного долота25
1.4 Пути совершенствования конструкции опор трехшарошечных долот27
1.5 Цель и задачи исследования28
Выводы по главе28
2 Анализ конструкций опор трехшарошечных долот30
2.1 Патентный обзор конструкций уплотнений опор трехшарошечных долот30
2.1.1 Патент RU 2389860 С130
2.1.2 Патент RU 2019670 C132
2.1.3 Патент RU 2236541 С1 34
2.2 Патентный обзор конструкций систем подачи смазки36
2.2.1 Патент RU 2495218 C238
2.2.2 Патент RU 236330 C240
2.1.4 А. С. СССР 1023058 А142
Выводы по главе45
3 Анализ экспериментальных исследований работоспособности уплотнения опоры трехшарошечного долота диаметром 215,9 миллиметров в
условиях приближенных к забойным46
3.1 Описание экспериментального стенда для испытаний смазок46
3.2 Методика проведения испытаний48
3.3 Описание экспериментального стенда для испытаний герметизирующих уплотнений53
3.4 Проведение исследования55
Выводы по главе57
4 Рекомендации по совершенствованию системы смазки58
Выводы по главе59
5 Расчет экономической эффективности61
5.1 Аннотация научно – технического мероприятия61
5.2 Обоснование базы сравнения61
5.3 Определение основных и дополнительных вложений62
5.4 Оценка экономической эффективности использования научно-технического решения63
Выводы по главе65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ67
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ70
ПРИЛОЖЕНИЕ А73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин [Текст]: Учебное пособие / А.И. Булатов, Ю.M. Проселков, С.A. Шаманов – http://neftegaz.ru
2. Абубакиров В.Ф., Буровое оборудование [Текст]: Справочник/ В.Ф. Абубакиров – М. : Недра, 2000.
3. Ильский А.Л., Лесецкий В.А. Буровые машины и механизм [Текст]: Учебное пособие / A.Л. Ильский, В.А. Лесецкий – М.: Недра, 1980.
4. Муравенко В.А. Буровые машины и механизмы [Текст]: Учебное пособие / В.А. Муравенко – М.: Институт компьютерных исследований, 2002.
7. Попов А.Н., Трушкин Б.Н., Радиально-торцовое уплотнение опоры типа АУ шарошечного долота [Текст] Межвуз. темат. сб. науч. тр / А.Н., Попов, Б.Н. Трушкин – М.: Уфимский нефтяной институт.
8. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства [Текст]: Учебное пособие / Г.В., Макаров - М.: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1973.
9. Матвеев Ю.Г, Попов А.Н., . Пути повышения стойкости опор типа НУ шарошечных долот [Текст]: Учебное пособие. / Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов - Научно-технические достижения в газовой промышленности, 2000.
10. Матвеев Ю.Г. Конструкции и системы смазки опор шарошечных долот: Учебное пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996. – 90 с.
11. Матвеев Ю.Г. Разработка технических и технологических методов по-вышения износостойкости герметизированных опор шарошечных долот. Дис. докт. техн. наук. – Уфа, 1997. – 470 с.
12. Мокшин А.С., Кораблев Г.А., Курумов Л.С., Загвоздкин А.Д. Исследование работоспособности герметизированной опоры скольжения трехшарошечного долота // Породоразрушающий инструмент: Труды ВНИ- ИБТ. — М., 1976. — Вып. XXXVI — C. 17–26.
13. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.В. Гордеев и др.; Под общ. ред. Л.А. Кондакова и А.И. Голубева. — М.: Машиностроение, 1994. – 448 с.
14. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. — М.: Машиностроение, 1993. – 640 с.
Специальное конструкторское бюро по долотам Самарского долотного завода
Номер заявки: 4889370/03
Дата подачи заявки: 10.12.1990
Дата публикации патента: 15.09.1994
Конструкция показана на рисунке 2.2 [28]
1 – опора, 2 – шарошка, 3 – шариковый подшипник, 4 – выточка,
5 – уплотнительное кольцо
Рисунок 2.2 – Конструкция уплотнения
Герметизированная опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой посредством подшипников установлена шарошка и размещенное в выточке шарошки уплотнительное эластичное кольцо с элементами повышенной твердости, расположенными по окружности на поверхности контакта кольца с цапфой, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет улучшения герметизации, элементы повышенной твердости выполнены в виде сегментов, расположенных не менее чем в два сплошных ряда, причем торцевые участки разъемов сегментов одного ряда смещены относительно торцевых участков разъема соседнего ряда.