Розробка ресурсозберігаючої, малогабаритної забійної гідромашини для буріння свердловин

Autor: Mendebaev, Toktamys Nusipkhulovich, Smashov, Nurlan Zhaksibekovich, Ismailov, Handash Kalbi, Izakov, Beibitshilik Kadirovich
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 1 (102) (2019): Виробничо-технологічні системи; 70-76
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 1 (102) (2019): Производственно-технологические системы; 70-76
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 1 (102) (2019): Engineering technological systems; 70-76
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: Our analysis of the structural features and technological capabilities of serial downhole hydraulic motors (hydraulic machines), designed for drilling wells, has revealed their shortcomings. These include the limited resources due to the complexity of their design, the consumption of a working fluid, significant dimensions in length, mass, low rotation frequencies of the shaft, which do not correspond to the technological modes of wells diamond drilling. Based on the analysis of structural schemes of downhole hydraulic motors it has been concluded that the greatest opportunities for maximum use of the potential energy of a working fluid are demonstrated by rotary-type hydraulic machines.We have proposed, as the object of the study, a structural scheme of the hydraulic machine, which applies the physical principles of converting the weight (energy) of the column of a working fluid at the time of stator rotation around the non-rotating rotor. The principles of separation in the direction of movement of the incoming flow from the reverse spreading have been taken into consideration, as well as the exclusion of a stagnant zone and the creation of a multilevel momentum of reactive forces by the flow of a fluid.Based on the devised procedure, we have performed theoretical calculations of energy characteristics of a two-chamber deep hydraulic machine, defined technical specifications; the calculation scheme of force interaction between a working liquid and the elements of a hydraulic machine is given.Based on the results from theoretical calculations, the structural-technological documentation for a downhole hydraulic machine has been developed; a prototype was made and experiments were conducted to determine operability of the scheme, as well as the boundary values of its operation. The quantitative values for its energy characteristics were determined based on the readings from control-measurement instrumentation.We have conducted a comparative analysis of the technical and energy characteristics of a rotary-type downhole hydraulic machine with industrially produced hydraulic engines, the turbodrill TG-124, and the screw engine D1-124, of the same diameter.Conditions for the utilization of a downhole hydraulic machine have been proposed, as well promising directions for the further research and development to improve it and expand the scope of its application
Анализом структурных особенностей и технологических возможностей серийных забойных гидродвигателей (гидромашин), предназначенных для бурения скважин, установлены их недостатки. Это ограниченные ресурсы, обусловленные сложностью конструкции, расход рабочей жидкости, значительные габаритные размеры по длине, масса, низкие частоты вращения вала, не соответствующие технологическим режимам алмазного бурения скважин. Из анализа конструктивных схем забойных гидродвигателей сделан вывод, что наибольшие возможности для максимального использования потенциальной энергии рабочей жидкости имеют гидромашины роторного типа.В качестве объекта исследования была предложена конструктивная схема гидромашины, в которой использованы физические принципы преобразования веса (энергии) столба рабочей жидкости в момент вращения статора вокруг не вращающегося ротора. Учтены принципы разделения по направлению движения набегающего потока от обратного растекающегося, исключение застойной зоны и создание многоуровневого момента реактивных сил истечением жидкости.По разработанной методике выполнены теоретические расчеты энергетических характеристик двухкамерной глубинной гидромашины, определены технические данные, приведена расчетная схема силового взаимодействия рабочей жидкости с элементами гидромашины.На основании результатов теоретических вычислений была разработана конструкторско-технологическая документация забойной гидромашины, изготовлен опытный образец, проведены эксперименты для выявления работоспособности схемы, граничных значений ее работоспособности. Количественные значения ее энергетических характеристик определены по показанию контрольно-измерительных приборов.Сделан сопоставительный анализ технических и энергетических характеристик забойной гидромашины роторного типа с серийно выпускаемыми серийными гидродвигателями, турбобуром ТГ-124 и винтовым двигателем Д1-124 одинакового диаметра.Предложены условия применения забойной гидромашины, перспективные направления дальнейших научных исследований и опытно-конструкторских разработок по ее совершенствованию и расширению сферы применения
Аналізом структурних особливостей і технологічних можливостей серійних забійних гідродвигунів (гідромашин), призначених для буріння свердловин, встановлені їх недоліки. Це обмежені ресурси, обумовлені складністю конструкції, витрата робочої рідини, значні габаритні розміри по довжині, маса, низькі частоти обертання валу, що не відповідають технологічним режимам алмазного буріння свердловин. З аналізу конструктивних схем забійних гідродвигунів зроблено висновок, що найбільші можливості для максимального використання потенційної енергії робочої рідини мають гідромашини роторного типу.Як об'єкт дослідження була запропонована конструктивна схема гідромашини, в якій використані фізичні принципи перетворення ваги (енергії) стовпа робочої рідини в момент обертання статора навкруги ротора, що не обертається. Враховані принципи розподілу у напрямку руху потоку, що набігає, від зворотного, що розтікається, виключення застійної зони і створення багаторівневого моменту реактивних сил витікання рідини.За розробленою методикою виконані теоретичні розрахунки енергетичних характеристик двохкамерної глибинної гідромашини, визначені технічні дані, наведена розрахункова схема силової взаємодії робочої рідини з елементами гідромашини.На підставі результатів теоретичних обчислень була розроблена конструкторсько-технологічна документація забійної гідромашини, виготовлено дослідний зразок, проведені експерименти для виявлення працездатності схеми, граничних значень її працездатності. Кількісні значення її енергетичних характеристик визначені за показаннями контрольно-вимірювальних приладів.Зроблено порівняльний аналіз технічних і енергетичних характеристик забійної гідромашини роторного типу з серійно випускаючими серійними гідродвигунами, турбобуром ТГ-124 і гвинтовим двигуном Д1-124 однакового діаметра.Запропоновано умови застосування забійної гідромашини, перспективні напрямки подальших наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок щодо її вдосконалення і розширення сфери застосування
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: