ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 421
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Наиболее правильной считается последовательность, когда используются аналитический и статистический методы расчета осевой нагрузки. После расчетов большее из полученных значений сравнивается с
допустимой нагрузкой по паспорту долота. Если расчетная нагрузка больше паспортного значения, то принимается последнее. При обратной ситуации – принимается расчетная величина [2, 4].
-
Аналитический расчет осевой нагрузки ????1 для шарошечных долот, при которой обеспечивается объемное разрушение породы, ведется по формуле 2.7:
????1
= ???? ∙ ????ш ∙ ???? , (2.7)
103где ???? – коэффициент забойных условий, ???? = 0,33–0,59, в проектировочных условиях ???? =1; ????ш – средневзвешенная твердость горных пород по штампу для данной пачки пород по буримости, кгс/см2; ???? – опорная площадь рабочей поверхности долота, см2.
Опорная площадь рабочей поверхности долота для новых шарошечных долот рассчитывается по формуле 2.8:
???? = ????д ∙ ???? ∙ ????, (2.8)2
где ????д – диаметр долота, см; ???? – коэффициент перекрытия – отношение длины образующей шарошки к суммарной длине зубьев, контактирующих с породой, для современных долот ???? = 0,7– 1,7, в расчетах можно принять ???? = 1;
???? – начальное притупление зубьев, см, ???? = 1– 4 мм, в расчетах принимается среднее значение ???? = 1,5 мм.
-
Расчет для интервала 0–20 м (направление):
???? = 39,37 ∙ 1 ∙ 0,15 = 2,95 см2;2
1 ∙ 2550 ∙ 2,95
????1 = 103 = 7,5 кН.-
Расчет для интервала 20–900 м (кондуктор):
???? = 29,53 ∙ 1 ∙ 0,15 = 2,21 см2;2
1 ∙ 20394 ∙ 2,21
????1 = 103 = 45 кН.-
Расчет для интервала 900–2653 м (эксплуатационная колонна):
???? = 21,59 ∙ 1 ∙ 0,15 = 1,62 см2;2
1 ∙ 20394 ∙ 1,62
????1 = 103 = 33 кН.-
Расчет для интервала 2653–2665 м (эксплуатационная колонна, отбор керна):
???? = 21,59 − 8 ∙ 1 ∙ 0,15 = 1 см2;2
1 ∙ 20394 ∙ 1
????1 = 103 = 20,4 кН.-
Расчет для интервала 2665–2690 м (эксплуатационная колонна):
???? = 21,59 ∙ 1 ∙ 0,15 = 1,62 см2;2
1 ∙ 71380 ∙ 1,62
????1 = 103 = 115,6 кН.-
При статистическом расчете осевой нагрузки ????2 используется формула 2.9:
????2 = ???? ∙ ????д, (2.9)
где ???? – удельная нагрузка на один миллиметр диаметра долота, кН/мм;
????д – диаметр долота в мм.
-
Расчет для интервала 0–20 м (направление):
????2 = 0,2 ∙ 393,7 = 78,8 кН.
-
Расчет для интервала 20–900 м (кондуктор):
????2 = 0,6 ∙ 295,3 = 177 кН.
-
Расчет для интервала 900–2653 м (эксплуатационная колонна):
????2 = 0.7 ∙ 215,9 = 151 кН.
-
Расчет для интервала 2653–2665 м (эксплуатационная колонна, отбор керна):
????2 = 0,6 ∙ (215,9 − 80) = 82 кН.
-
Расчет для интервала 2665–2690 м (эксплуатационная колонна):
????2 = 1,2 ∙ 215,9 = 259 кН.
-
Допустимая в процессе бурения осевая нагрузка на долото ????3 не должна превышать 80 % от предельной ????пред, указанной в технической характеристике (паспорте) долота, рассчитывается по формуле 2.10:
????3 = 0,8 ∙ ????пред. (2.10)
-
Расчет для интервала 0–20 м (направление):
????3 = 0,8 ∙ 412 = 329,6 кН.
-
Расчет для интервала 20–900 м (кондуктор):
????3 = 0,8 ∙ 471 = 376,8 кН.
-
Расчет для интервала 900–2653 м (эксплуатационная колонна):
????3 = 0,8 ∙ 255 = 204 кН.
-
Расчет для интервала 2653–2665 м (эксплуатационная колонна, отбор керна):
????3 = 0,8 ∙ 176 = 140,8 кН.
-
Расчет для интервала 2665–2690 м (эксплуатационная колонна):
????3 = 0,8 ∙ 255 = 204 кН.
Для всех интервалов бурения выбираются нагрузки согласно аналитическому расчету ????1, статистическому анализу ????2 и из условия допустимой нагрузки на долото ????3. По результатам расчета выбирается ????проект.
В таблице 2.4 приведены результаты проектирования осевой нагрузки на
породоразрушающий инструмент.
Таблица 2.4 – Расчет осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент
| Интервал, м | 0–20 | 20–900 | 900–2650 | 2665–2690 | 2653–2665 |
| Исходные данные | |||||
| α | 1 | ||||
| Pш, кгс/см2 | 2550 | 20394 | 20394 | 71380 | 20394 |
| Dд, см | 39,37 | 29,53 | 21,59 | 21,59 | |
| η | 1 | ||||
| δ, см | 0,15 | ||||
| q, кН/мм | 0,2 | 1 | 1 | 1,5 | 1 |
| Gпред, кН | 412 | 470 | 255 | 176 | |
| Результаты проектирования | |||||
| G1, кН | 7,5 | 45 | 33 | 116 | 21 |
| G2 кН | 79 | 177 | 151 | 259 | 82 |
| G3, кН | 330 | 377 | 204 | 204 | 141 |
| Gпроект, кН | 79 | 177 | 151 | 204 | 82 |
Каждому классу пород и типу долот соответствуют свои оптимальные частоты вращения инструмента, при которых разрушение горных пород максимально. Расчет частоты вращения для шарошечных долот производится из условий:
-
создания оптимальной линейной скорости на периферийном венце шарошки; -
по времени контакта зубьев долота с горной породой; -
по стойкости опор.
-
Расчет частоты вращения долота ????1 ведется по формуле 2.11:
????л
д
????1 = 19,1 ∙ ???? , (2.11)
где ????л – рекомендуемая линейная скорость на периферии долота, м/с;
????д – диаметр долота, м.
Для шарошечных долот линейная скорость принимается в породах МС – 2 м/с, Т – 1,1 м/с, К – 0,7 м/с. Для долот PDC ????л = 1,5 м/с.
-
Расчет для интервала 0–20 м (направление):
2
????1 = 19,1 ∙ 0,3937 = 97 об/мин.-
Расчет для интервала 20–900 м (кондуктор):
1,1
????1 = 19,1 ∙ 0,2445 = 86 об/мин.-
Расчет для интервала 900–2653 м (эксплуатационная колонна):
0,7
????1 = 19,1 ∙ 0,2159 = 62 об/мин.-
Расчет для интервала 2653–2665 м (эксплуатационная колонна, отбор керна):