Файл: Северный (Арктический) Федеральный Университет им. М. В. Ломоносова.docx

2.2 Подбор буровой установки

Выбор буровой установки (БУ) производится по главному параметру - допускаемой нагрузке на крюк.

Допускаемая нагрузка на крюк — это вертикальная статическая нагрузка на крюк, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины независимо от вида и продолжительности выполнения операций:

(2.2)

(2.3)

где - допускаемая нагрузка на крюк от веса наиболее тяжелой обсадной или бурильной колонны;

- вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны(секции колонны ,хвостовика ,включая вес труб, на которых производится их спуск), кН;

- вес в воздухе наиболее тяжелой бурильной колонны, кН;

k_о.к , k_б.к –коэффициенты запаса допускаемой нагрузки на крюке ,соответственно для обсадной и бурильной колонн, k_о.к =1,1, k_б.к=1.5…1.67.

Вес в воздухе обсадных колонн

(2.4)

l_ок – длина колонны;

q_ок – вес 1 погонного метра, кН/м.

Промежуточная колонна 1:

;

Промежуточная колонна 2:

;

Эксплуатационная колонна:

;

Вес бурильной колонны

(2.5)

где L - глубина скважины, м;

l_УБТ – длина УБТ;

q_б.т q_УБТ –вес 1 погонного метра бурильных труб и УБТ, кН/м.

Для промежуточной 1:



Для промежуточной 2:



Для эксплуатационной:

---

Таким образом допускаемая нагрузка

Для обсадных колонн:



Для бурильной колонны:

.

По или необходимо проводить подбор буровой установки согласно ГОСТ 16293-89. При выборе БУ по ГОСТ 16293-89 необходимо исходить из условий Q_доп^ГОСТ ≥ . Таким образом выбираем буровую установку «БУ 6000/400 ДГУ».

2.3 Талевая система

2.3.1 Выбор оборудования

Диаметр талевого каната и оснастку талевой системы ориентировочно принимаем по глубине скважины (таблица 5).

Талевый канат выбирается по разрывному усилию каната в целом.

Буровая лебёдка выбирается по максимальному натяжению ходовой ветви талевого каната.

Таблица 5

Глубина скважины, м	Диаметр каната, мм	Оснастка талевой системы
до 3200 м	28	4х5
от 3200 м до 4000 м	32	5х6
от 4000 м до 4500 м	32	6х7
от 4500 м	35	6х7

Максимальное натяжение ходовой ветви талевого каната

(2.6)

где Q_кр.доп. – допускаемая нагрузка на крюке, кН;

G_тс – вес подвижных частей талевой системы (принимаем по таблице 2.4), кН;

U_тс – число подвижных струн талевой системы;

η_тс – КПД талевой системы:



Максимальное натяжение неподвижной ветви талевого каната:





Разрывное усилие каната в целом:

---

(2.9)

где [k] – коэффициент запаса прочности, [k] = 2.



Крюкоблок или талевый блок с буровым крюком выбирают по допускаемой нагрузке на крюке. Кронблок выбираем по допускаемой нагрузке на кронблок:

(2.10)



Таблица 6

Диаметр талевого каната	Вес подвижных частей талевой системы (кН) при оснастке
	4х5	5х6	6х7
КПД талевой системы	0,874	0,849	0,825
28	60	80	-
32	80	100	120
35	-	120	150

По расчётам выбираем:

1. 
   Буровая лебедка ЛБУ-1500ЭТ, характеристики приведены в таблице 2.5
   
2. 
   Крюкоблок УТБК-6-500.
   
3. 
   Кронблок УКБ-7-500.
   
4. 
   Талевый канат МС-35-В-Т-1770 (шифр по ГОСТ 16853-88) с параметрами:
   

- разрывное усилие каната в целом Р_разр=741 кН;

- площадь сечения проволок F_к= 494 мм²;

- диаметр каната d_к= 35 мм;

- толщина проволок =1,5 мм;

- временное сопротивление разрыву _в= 1770 МПа.

Параметры буровой лебедки приведены в таблице 7

Таблица 7 – Параметры буровой лебёдки

Параметр	Единица измерения	Значение
Мощность на входе в лебедку	кВт	1500
Максимальное усилие в ходовой ветви талевого каната	кН	80
Диаметр бочка барабана лебедки	мм	760
Диаметр каната	мм	35
Оснастка талевой системы	-	6х7
КПД лебедки	%	85
Частота вращения на входе в лебедку	мин-1	600

---

---

2.3.2 Расчет талевого каната

Суммарное напряжение в канате

(2.11)

где Е_к – модуль упругости каната, Е_к=110⁵ МПа.



Фактический коэффициент запаса прочности каната

(2.12)



Допускаемый коэффициент запаса прочности [k]=2…5.

2.3.3 Расчет буровой лебёдки

Кинематическая схема буровой лебёдки приведена на рисунке 2.



I — лебёдка ЛБУ-1500ЭТ; II — привод дополнительный;
1 — муфта втулочно-пальцевая; 2 — тормоз колодочный ТКГ-400 У2;
3 — редуктор; 4 — вал ведомого редуктора; 5 — карданный вал дополнительного привода; 6 — следящее устройство; 7 — пневматический цилиндр механизма включения дополнительного привода; 8 — зубчатая муфта включения дополнительного привода; 9 — ведущий вал; 10 — дисковый тормоз «Kobelt»;
11 — карданный вал привода лебёдки; 12 — насосная установка системы смазки;
13 — ведущий вал; 14 — зубчатая трансмиссия; 15 — подъёмный вал;
МДП — электродвигатель дополнительного привода; МЛ1 и МЛ2 — электродвигатели привода лебёдки; МСЛ — электродвигатель системы смазки

Рисунок 2 – Кинематическая схема подъемного агрегата с буровой лебедкой типа ЛБУ-1500ЭТ

Грузоподъемность на i-той скорости

, (2.13)

где N_б – мощность на барабане лебедки, Вт;

N_вх – мощность на входе в лебедку, Вт;

_л – КПД лебедки;

V_крi – i-тая скорость крюка, м/с:

---