Файл: Самарский государственный технический университет (фгбоу во Самгту).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
По ГОСТ 1693-89 применяют свечи длиной 25, 27, 36м
Примем свечу из двух труб длиной по 12м, т.е. свечу длиной 24м и буровую вышку высотой 41м.
Тогда максимальная длина барабана лебёдки
L6 = (1,07 – 1,79)м
При выборе лебёдки следует отдать предпочтение лебёдке с барабаном большего диаметра и большей длины.
Расчёт параметров бурового ротора
Главным параметром ротора является диаметр проходного отверстия в столе ротора. Он определяется диаметром самого большого долота, пропускаемого через ротор с учётом необходимого зазора 30 – 50мм.
Самым большим будет долото для бурения под направление. В нашем примере его диаметр будет 397,3мм тогда
Статическая грузоподъёмность ротора должна быть не меньше максимальной нагрузки на крюке, т.е.
.Ротор должен иметь следующие скорости вращения:
При бурении под кондуктор
При бурении под техническую колонну
При бурении под эксплуатационную колонну
Определим мощность на столе ротора при бурении под каждую обсадную колонну, которая складывается из двух слагаемых:
Nр = Nхв + Nд,
где Np-мощность на столе ротора, Nхв-необходимая мощность для холостого вращения колонны, Nд - мощность на долоте при разрушении горной породы.
Таблица 2
Коэффициенты искривления скважины
| Угол искривления скважины, град. | 0 | 4 | 7 | 13 | 22 | 30 |
| Значения коэффициента «А» | 18,8 | 26 | 32 | 37 | 44 | 50 |
С увеличением глубины забоя необходимая мощность для вращения колонны будет также возрастать, а мощность на долоте вследствие уменьшения его диаметра уменьшается. Значения этих мощностей определяются по формулам
где А — коэффициент искривления ствола скважины (табл. 2), γ- удельный вес раствора, кН/м3 ; d- наружный диаметр бурильных труб, м; L - длина секции колонны труб, м; пр - частота вращения стола ротора, об/мин; μ - коэффициент, зависящий от типа долота, μ=0,7-1,4 - для шарошечных долот, а для лопастных долот μ=1,4-2,8; С - коэффициент осевой нагрузки на долото, для мягких пород С=2, для пород средней твердости С =5-10, для твердых пород С=10-15, для крепких и очень крепких пород С > 15; D - диаметр долота, м.
Для нашего примера примем А =18,8, γ=12,5
При бурении под кондуктор:
Мощность на холостое вращение колонны
Мощность на долоте
Мощность на столе ротора
При бурении под техническую колонну:
Мощность на холостое вращение колонны
Мощность на долоте
Мощность на столе ротора
При бурении под эксплуатационную колонну:
Мощность на холостое вращение колонны
(для упрощения расчёта условно примем, что вся колонна состоит из труб диаметром 127мм)
Мощность на долоте
Мощность на столе ротора
Крутящий момент на столе ротора определится по формуле
При бурении под направление:
При бурении под кондуктор:
При бурении под эксплуатационную колонну:
Таким образом ротор должен иметь параметры не менее:
Параметры вертлюга
Буровой вертлюг по своим параметрам должен отвечать следующим условиям:
Грузоподъёмность должна быть не менее грузоподъёмности талевой системы, т.е. для нашего примера
Скорость вращения ствола вертлюга соответствовать скорости вращения ротора, т.е. для нашего примера
Допустимое давление прокачиваемой жидкости не менее давления, развиваемого буровыми насосами, которое будет определено ниже.
Для уменьшения гидравлических потерь при прокачивании промывочной жидкости через ствол вертлюга, при прочих равных условиях, следует выбирать вертлюг с большим сечением канала в стволе вертлюга.
Расчёт параметров насоса
Производительность насоса при роторном бурении определяется из двух условий – исходя из качественной очистки забоя от выбуренной породы и обеспечения выноса выбуренной породы на поверхность, а в случае применения забойного двигателя, ещё из условия работы двигателя в оптимальном режиме.
Для обеспечения качественной очистки забоя от выбуренной породы необходимо обеспечить удельную подачу на один квадратный дециметр площади забояqз.
При бурении под кондуктор и техническую колонну принимают
qз =4 - 6 л/с дм2.
Тогда подача насоса при бурении под кондуктор будет равна
При бурении под техническую колонну
При бурении эксплуатационную колонны qз = 6 - 8 л/с дм2
Для обеспечения выноса выбуренной породы на поверхность
где DД и d - диаметр долота и наружный диаметр бурильных труб.
При этом скорость восходящего потока раствора в кольцевом пространстве скважины V определяется по графику Рис.2. или принимается по таблице №3.
Примечание: для выполнения расчёта можно принять плотность бурового раствора 1200кг/м3 = 1,2г/см3.
Таблица 3
Скорость восходящего потока раствора
в кольцевом пространстве скважины м/с
| Интервал бурения: | Способ бурения | |
| Забойные двигатели | Роторный | |
| - под кондуктор | 0,3 - 0,4 | 0,2-0,3 |
| - под промежуточную и эксплуатационную колонну |  |  |
Примечание. В знаменателе приведена скорость при промывке водой.
При бурении под кондуктор долотом 393,7мм скорость восходящего потока примем V=3,7дм/с.
При бурении под промежуточную (техническую) колонну скорость восходящего потока примем по графику V=5дм/с.
При бурении под эксплуатационную колонну скорость восходящего потока примем по графику V=6,8дм/с.
Предусмотрим возможность применения забойного двигателя.
Исходя из таблицы 2 приложения 3, при бурении долотом 215,9 диаметр забойного двигателя должен быть 195мм, а при бурении долотами больших диаметров, диаметр забойного двигателя должен быть 240мм.
Поэтому из приложения 7 установим минимальные и максимальные значения расхода промывочной жидкости:
Для турбобуров диаметром 195мм расход находится в пределах 28-35л/с;
Для турбобуров диаметром 240мм расход находится в пределах 30-60л/с;
Для винтовых забойных двигателей диаметром 195мм расход находится в пределах 25-35л/с;
Для винтовых забойных двигателей диаметром 240мм расход находится в пределах 30-50л/с.
| Выполняемая операция | Производительность насоса при бурении под: | ||
| Кондуктор | Техническую колонну | Эксплуатационную колонну | |
| Очистка забоя | 49-73 | 27-41 | 22-29 |
| Вынос шлама | 40 | 28 | 16,3 |
| Работа забойного двигателя | 30-60 | 30-60 | 25-35 |
| Принятые значения | 60 | 50 | 25 |
При бурении под направление и кондуктор используем два насоса, работающих параллельно. При этом максимальная подача одного насоса будет равна 50л/с.
Как видно из приложения 7. большими перепадами давления на двигателе обладают винтовые забойные двигатели (ВЗД). Поэтому, примем подходящие по расходу ВЗД. Для бурения под эксплуатационную колонну Д2-195 с перепадом давления 6МПа.
Расчёт потерь давления в циркуляционной системе
Давление, развиваемое насосом, определяется для условий бурения скважины под эксплуатационную колонну. Оно складывается из потерь давления:
