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

Коэффициент парусности К для трехгранного сечения мачты вышки с учётом влияния решеток подветренных граней принимается при действии ветра параллельно плоскости мачт К=0,5.

Аэродинамический коэффициент, выбираемый по строительным нормам, для трубных вышек С=1.

Коэффициент динамичности, зависящий от периода Т [с] и характера собственных колебаний вышки определяется из графика на рисунке 5.

Рисунок 5 - График для определения коэффициента динамичности

Ветровую нагрузку рассматривают для каждой панели отдельно. Затем суммируют ветровую нагрузку всех панелей.

Рассматривают следующие панели вышки:

Площадка кронблока:

(2.26)

где a₁ – расстояние между ногами вышки в месте крепления кронблока;

h₁ – высота обшитой части кронблока.

H₁ = H_п+h₀+0,5h₁ (2.27)

где H_п– полезная высота вышки;

h₀ – высота от пола буровой до опоры крепления вышки.

Нижние полати:

F₃ = a₃h₃ (2.28)

где a₃ – расстояние между ногами вышки на уровне нижних палатей;

h₃ – высота обшитой части палатей.

H₃ = l_св1cos θ +h_под+h₀-h_ног (2.29)

где l_св2 – длина свечи при использовании нижних палатей.

Свечи за пальцем:

F₄ = a₄h₄ (2.30)

где a₄ – ширина незащищенной части свечей;

h₄ – высота приложения равнодействующей ветровой нагрузки на свечи:

h₄ = l_св+ h_под-h₂-h₃-h_обш (2.31)

где h_обш – высота укрытия.

(2.32)

Ноги вышки:

F₅ = a₅h₅к (2.33)

где a₅ – диаметр ноги вышки;

h₅ – высота ноги вышки;

к – количество ног.

(2.34)

2.6 Расчет оттяжек для закрепления буровой вышки

Ордината приложения ветровой нагрузки на вышку

(2.35)

где Н – конструктивная высота вышки, м;

а – размер нижнего основания вышки по осям ног (нижняя база), м;

в – размер верхнего основания вышки по осям ног (верхняя база), м.

Общая горизонтальная нагрузка на палец:

Усилие в оттяжках вышки:

(2.36)

где h – высота расположения балкона/палатей;

К = 1,5 – коэффициент устойчивости;

с – расстояние от вышки до якоря оттяжек, с=30 м.

Разрывное усилие в оттяжках:

Р_разр = S[К]

(2.37)

где [K] – коэффициент запаса, [K] = 3,5.

Выбираем канат типа Канат 8,8-ГЛ-В-Ж-Н-Т-1960 ГОСТ 3077-80, с параметрами:

- разрывное усилие каната в целом Р_разр= 52,6 кН;

- площадь сечения проволок F_к= 29,92 мм²;

- диаметр каната d_к= 8,8 мм;

- толщина проволок  = 0,8 мм;

- временное сопротивление разрыву _в= 1960 МПа.

2.7 Ротор/Верхний привод

2.7.1 Подбор ротора

Параметры ротора определяют исходя из конструкции скважины, компоновки бурильной колонны и требований, предъявляемых технологиями бурения и крепления скважины.

Диаметр проходного отверстия в столе ротора должен быть достаточным для спуска долот и обсадных труб, используемых при бурении и креплении скважин. Для этого необходимо, чтобы отверстие в столе ротора было больше диметра долота при бурении под направление:

(2.38)

где D_у – диаметр проходного отверстия в столе ротора

, мм;

D_дн– диаметр долота при бурении под направление скважины или диаметр направления, мм;

δ – диаметральный зазор, необходимый для свободного прохода долота (δ=30…50мм).

Выбираем ротор P – 700.

2.5.2 Подбор ВЗД/турбобура/электробура.

Для обеспечения требуемого зазора между стенкой скважины и корпусом двигателя, наружный диаметр корпуса двигателя D принимают:

(2.39)

Характеристики приведены в таблице 13.

Таблица 13 – Технические характеристики ВЗД/тубобура

Шифр	Диаметр, м	Длина, м	Расход жидкости, л/с	Частота вращения, об/мин	Крутящий момент, кНм
промежуточная
ДПР-240.7.34	0,24	3	30-50	150	13
эксплуатационная
ДП-195.7.29	0,195	2,4	25-30	160	8

2.7.2 Подбор верхнего привода

Выбираем верхний привод СПВ 250 ЭРЧ производства «Уралмаш». Характеристики приведены в таблице 14
Таблица 14 – Характеристика верхнего привода СПВ 500 ЭРЧ производства

Параметр	Значение
Грузоподъёмность, т	250
Номинальное давление, МПа	40
Двигатель	Электрический
Диапазон скоростей/частоты вращения	20,2/236
Продолжительный крутящий момент, кНм	45
Крутящий момент свинчивания/развинчивания	65/41
Статический фиксатор тормоза, кН	70
Отклонение штропов, мм	1420
Температурный режим	-45/+55

2.8 Циркуляционная система. Буровой насос. Вертлюг

Количество бурового раствора:

(2.39)

где

- объем скважины заданной проектной глубины, м³;

2 - числовой коэффициент, учитывающий запас промывочной жидкости на буровой;

- объем очистной системы (объем желобной системы, очистных и приемных емкостей), принимаемый в зависимости от геологических условий и глубины скважины равным 3-8 м³;

=2÷3 - частота смены промывочной жидкости (при бурении в глинистых и малопрочных породах промывочную жидкость можно заменять и чаще).

Объем скважины определяем по формуле:

(2.40)

где d_i – диаметр обсадной колонны, мм;

z_i – длина участка колонны, м.

2.8.1 Расчет расхода бурового раствора

Расход бурового раствора Q определяется из трех условий:

- необходимой скорости восходящего потока в кольцевом пространстве для выноса выбуренной породы (шлама) _кп;

- очистки забоя от шлама Q_заб;

Рассчитываем для каждого участка отдельно.

При бурении вертикальных участков и зенитном угле φ менее 300 можно принять:

_кп 1 м/с - при бурении под эксплуатационную колонну;

_кп  0,5  0,7 м/с – при бурении под промежуточную колонну;

_кп  0,3  0,5 м/с - при бурении под кондуктор и направление.

Расход бурового раствора с учетом _кп: