Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ-РГГРУ)
_________________________________________________________________________ ­­­­­­
КАФЕДРА СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
РАСЧЁТНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Проектирование бурового оборудования»
Специальность:

210301 «Нефтегазовое дело»

Группа ЗНД-14

Выполнила: Иванова Ж. Р.

Проверила: доцент Фролова М. С.

МОСКВА 2019г.

СОДЕРЖАНИЕ:
1	Определение мощности двигателей для бурения	2
2	Расчёт размеров, канатоёмкости и напряжения сжатия барабана лебёдки	6
3	Расчёт усилий, передаваемых зажимным патроном ведущей трубе при бурении	11
4	Расчёт частот вращения для станка колонкового бурения	14
5	Расчёт и выбор основных параметров ротора	17
	Список литературы	21

1. Определение мощности двигателей для бурения.

Для решения технических и технологических задач, связанных с расчётом бурового и силового оборудования, важно заранее знать необходимую мощность, расходуемую на процесс бурения.

Мощность двигателя расходуется на: бурение; подъём бурового снаряда или обсадной колонны; привод бурового насоса для промывки скважины (или компрессора при продувке). Мощность двигателя (в кВт) в процессе бурения геологоразведочных скважин расходуется на:

---

- холостое вращение бурильной колонны ,

- разрушение горной породы на забое скважины ,

- преодоление сопротивлений, возникающих при трении гребней полуволны вращающейся колонны о стенки скважины при передаче осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент .

Мощность на холостое вращение определяется в зависимости от большого числа факторов - глубины, диаметра и профиля скважины, параметров режима бурения, состояния пород и вида промывочной жидкости. Вследствие этого для практических расчётов можно воспользоваться экспериментальными формулами:

а) Формула НПО «Геотехника» (В.Г. Кардыш, А.С. Окмянский) для вертикальных скважин с углом наклона до 75°:

, (1)

где - коэффициент, учитывающий тип соединения бурильных труб (для ниппельного соединения =1; для муфтово-замкового =1,3); - коэффициент, учитывающий вид промывочной жидкости и применение антивибрационной смазки (при промывке глинистым раствором 1,1÷1,3; при промывке водой =1, при использовании антивибрационной смазки или эмульсионного раствора =0,4>0,6); k₃ - коэффициент, учитывающий характер стенок скважины (для нормального разреза =1; в сложных геологических условиях =1,5÷2); - коэффициент, учитывающий материал бурильных труб (для СБТ = 1; для ЛБТ = 0,75);

---

- зазор между стенками скважины и бурильными трубами, м, где – диаметр скважины, м; – диаметр бурильных труб, м;

– масса 1 м бурильных труб, кг/м;

– частота вращения снаряда, ;

– глубина скважины, м;

- косинус угла наклона скважины;

б) Формула ВИТР (Л.Г. Буркин):

Для высоких частот вращения бурильной колонны при >

(2)

Для низких частот вращения бурильной колонны при

(3)

где – коэффициент, учитывающий влияние смазки и промывочной жидкости, обладающей смазочными свойствами ( =1,0 при полном покрытии колонны смазкой типа КABC в сочетании с промывкой скважины технической водой, =1,5 при отсутствии смазки).

– граница раздела зон частот вращения бурильной колонны.

Для определения мощности, необходимой для холостого вращения стальной бурильной колонны при бурении скважин с зенитным углом <5° буровыми установками роторного типа, используется полуэмпирическая формула, предложенная А.Е. Сарояном:

(4)

где – диаметр скважины, м;

_ж – удельный вес промывочной жидкости, H/м³;

n – частота вращения снаряда (в мин

---

^-1).

Для труб из легких сплавов снижается пропорционально уменьшению удельного веса материала труб.

Мощность на разрушение породы при бурении зависит от типа ПРИ и параметров режима бурения.

При бурении твёрдосплавными коронками затраты мощности (кВт) на забое определяются по формуле:

(5)

где - осевая нагрузка, в кН;

- частота вращения коронки, мин^-1;

- средний диаметр коронки, м:



- наружный и внутренний диаметр коронки, м;

– коэффициент трения резцов коронки о породу забоя.

Коэффициент трения резцов о породу зависит от многих факторов и является величиной приближённой. Его значения зависят от параметров режима бурения, состава очистного агента, проходимых пород и ряда других факторов.

Ориентировочные значения для разных типов пород приведены ниже:

Глина 0,12-0,20

Глинистый сланец 0,15-0,25

Мергель 0,18-0,27

Известняк 0,30-0,40

Доломит 0,25-0,40

Песчаник 0,30-0,50

Гранит 0,30-0,40

При бурении алмазными коронками:

(7)

При бескерновом бурении:

(8)

При использовании шарошечных долот можно рассчитывать мощность, затрачиваемую на забое, также по формуле:

(9)

Для долот диаметром 76 мм и более =0,17, диаметром 59 мм и менее =0,10.

Обозначения в формулах (6), (7), (8), (9) те же, что и в формуле (5).

Из большого числа зависимостей по вычислению мощности, затрачиваемой на работу шарошечных долот диаметром 120-450 мм. установками роторного типа, отметим формулу фирмы «Юз» (США), полученную на основании стендовых испытаний трёхшарошечных

---

долот при бурении в песчанике, известняке и граните:

(10)

где – коэффициент крепости пород, принимаемый для мягких пород =2,6; для пород средней твердости ; для крепких =1,85.

Остальные обозначения: (в мин^-1), (в мм) и - осевая нагрузка на долото (в кН).

Мощность, потребляемая колонковым долотом (в кН):

(11)

где - удельная мощность, отнесённая к 1см² забоя, кВт/см (в зависимости от частоты вращения, давления на забое и скорости бурения колеблется в пределах 0,06 - 0,18кВт/см²);

F -площадь забоя, см².

Значение (кВт) определяется по формуле:

(12)

Обозначения в формуле (12): (в м.), (в кН), (в мин^-1). Мощность, потребляемая в трансмиссии и других узлах бурового станка, определяется по формуле:

(13)

где - опытный коэффициент, характеризующий потери мощности в элементах трансмиссии станка, значения которого, полученные на основании экспериментальных работ, приведены ниже:

ТИП СТАНКА	СКБ-4	СКБ-5	СКБ-7	ЗИФ-650М	ЗИФ-1200МР
ВСТ, 10-3 кВт·мин-1	5,5	5,0	6,8	8,8	8,2

---

Смотрите также файлы

• Тема Предмет философии.docx

• Вопросы к экзамену Электронное правительство рф общегосударственная система электронного документооборота.docx

• Понятие банковского кредита, виды кредитов, принципы кредитования.docx

• Итоги 5 встреч с клиентами.docx

• Практическая работа 2 Выполнил студент Найданов А. Ю. Преподаватель Чижикова М. Ю 2023г. Вариант 2 Задание 1.docx