Файл: Учебное пособие по курсу Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. (Первая часть). Ученое пособие. М. изд. Рггру, 2007.doc

где η_о = 0,98  0,96 – коэффициент объемной подачи для исправного насоса; η_Г = 0,97  0,98 – гидравлический КПД, оценивающий потери мощности в каналах входного и выходного коллектора, гидравлической коробке и клапанах; η_М = 0,80  0,87 – механический КПД насоса при работе на полезной мощности.

Пример 4.4. Выбрать тип и количество буровых насосов для бурения различных интервалов скважины глубиной Н = 3300 м для условий, приведенных в табл. 4.8.

Бурильные трубы с приварными замками и высаженными концами ТБПВ диаметром 127 мм с толщиной стенки 9 мм; УБТ диаметром d_У = 75 мм и длиной l_У = 180 м.

Р е ш е н и е. По формуле (4.3) полезная мощность насосов, необходимая для прокачки бурового раствора при бурении (в кВт):
Таблица 4.5

Наименование обсадной колонны	Диаметр , мм	Толщина стенок, м	Глубина спуска, м	Вес 1 м колонны q, Н/м
Кондуктор Промежуточная Эксплуатационная	351 244,5 146	10 10 8, 9 и 10	450 3500 4500	825 569 313*
* Усредненный вес 1 м обсадной колонны.

под кондуктор

N_н.к = 0,058 ·16 · 10⁶ = 928 · 10³ Вт = 928 кВт;

под промежуточную колонну

N_н.п.к = 0,04 · 17,8 · 10⁶ = 712 кВт;

открытого ствола

N_н.о.с + 0,025 · 16,5 · 10⁶ = 412,5 кВт.

Для заданных условий из табл. 4.6 можно выбрать насос У8-7МА2 гидравлической мощностью 700 кВт и приводной 825 кВт.

При бурении под кондуктор полезная мощность, развиваемая двумя насосами

N_н = 2N_{н (к)} = 2 · 700 = 1400 кВт;

запас полезной мощности насосов

1400 – 928 = 472 кВт.

Для бурения второго интервала скважины требуется полезная мощность 712 кВт, вследствие чего этот интервал следует бурить также двумя насосами с запасами мощности

700 ∙ 2 -712 = 1400 – 712 =688 кВт

Мощность двигателя привода насоса определяется из выражения (4.4)

N_о = 700/0,8 = 875 кВт,

где η_н.а = 0,97 · 0,97 · 0,85  0,8. (см. ф-лу 4.5)

---

---

Таблица 4.6

Основные параметры буровых насосов

Параметры	БРН-1	У8-6МА2	У8-7МА2	УНБ-1250
Мощность, кВт приводная гидравлическая Максимальное число двойных ходов поршня в 1 мин Ход поршня, мм Давление, МПа, подача, л/с, при диаметре втулок, мм: 130 140 150 160 170 180 190 200 Частота вращения приводного вала, мин-1 Габариты, мм: длина ширина высота Масса, т	367 294 72 300 19,6/15,0 14,6/17,8 14,1/20,8 12,3/24,0 10,8/27,2 9,6/31,0 - - 310 3969 2630 2702 14,76	585 500 65 400 25,0/18,9 22,3/22,7 19,0/26,7 16,3/31,0 14,3/35,5 12,5/40,4 11,1/45,5 10,0/50,9 325 3020 5100 3300 26,73	825 700 65 400 - 32,0/22,3 27,2/26,3 23,4/30,5 20,4/35,0 18,0/39,8 15,9/44,8 14,2/50,2 332 3340 5610 3380 33,7	1250 1060 60 450 - - 40,0/26,7 35,0/31,1 30,5/35,7 26,5/40,7 23,6/45,4 21,0/51,4 265 3890 6740 3400 47,2

Таблица 4.7

Основные параметры компрессоров

Изготовитель	Шифр	Подача Q, м3/мин*	Максимальное давление Р, МПа	Мощность на валу N, кВт
Россия Италия Австрия Румыния	КС-20/45 КС-16/100 КПУ-16/100 КПУ-16/250 УКП-80 СД-15/25 4НО/2а-М VBC-3438W3 МС-10 ЕС-10 1V15/7 2V30/7 3V45/7 XOB 163	20 16 16 16 8 15 18 40 10 10 15 30 45 17-21 52	4,5 10,0 10,0 25,0 8,0 25,0 8,0 4,0 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 10,0 3,0	255 300 300 251 173 220 223 356 77-88 75 100 200 300 160 500
* В стандартных условиях.

Таблица 4.8

Наименование обсадной колонны	Диаметр обсадной колонны, мм	Глубина спуска, м	Диаметр долота, мм	Q, м3/с	Давление бурового насоса в нагнетатель-ной линии, МПа
Кондуктор Промежуточная Открытый ствол	323,9 244,5 -	420 2100 -	444,5 295,3 215,9	0,058 0,04 0,025	16,0 17,8 16,5

---

Основные параметры ротора (проходное отверстие в столе, допускаемая статистическая нагрузка, частота вращения его и мощность) выбираются в соответствии с требованиями, предъявляемыми технологией бурения. Основные характеристики роторов приведены в табл. 4.9.

Диаметр проходного отверстия ротора должен быть достаточным для спуска долот и обсадных труб, используемых при бурении и креплении скважин

D_п.о = D_д.н + , (4.5) где D_д.н – диаметр долота при бурении под направление, мм;  - диаметральный зазор, необходимый для свободного прохода долота, мм,  = 30 50 мм.

---

Таблица 4.9

Техническая характеристика роторов

Параметры	ВЗБТ		Уралмашзавод
	Р-460	Р-560	Р-560	Р-700	Р-950	Р-1260
Допустимая нагрузка на стол, МН статическая при частоте вращения 100 об/мин Наибольшая частота вращения стола, об/мин Диаметр отверстия в столе, мм Условный диапазон глубин бурения, м Статическая грузоподъ-емность подшипника основной опоры, МН Передаточное отноше-ние конической пары Максимальная мощность, кВт Габариты, м: длина ширина высота Масса, т Вместимость масляной ванны, л	2,7 1,2 300 460 600-1250 2,58 3,15 200 1,94 1,18 - 3,1 -	3,0 1,78 350 560 1600-2500 4,10 2,7 280 2,31 1,35 0,75 5,7 -	4,0 1,78 250 560 2500-4000 8,42 3,61 370 2,31 1,62 0,75 5,8 22	5,0 2,3 250 700 3200-5000 9,00 3,13 370 2,27 1,54 0,68 4,8 55	6,3 3,2 250 950 4000-8000 9,67 3,81 500 2,42 1,85 0,75 7,0 55	8,0 3,2 200 1260 6500-12500 12,5 3,96 600 2,87 2,18 0,78 10,27 92

Допускаемая статическая нагрузка на стол ротора должна быть достаточной для удержания в неподвижном состоянии наиболее тяжелой обсадной колонны, но одновременно не превышать статической грузоподъемности подшипника главной опоры стола ротора:

М_max  G_доп  G_о, (4.6)
где М_max – вес наиболее тяжелой обсадной колонны, кН; G_доп – допускаемая статическая нагрузка на стол ротора; G_о – статическая грузоподъемность подшипника основной опоры стола ротора.

Наибольшая частота вращения стола ротора ограничивается критической для шарошечных долот N_max  250 мин^-1, а наименьшая N_min = 15  50 мин^-1 используется при бурении глубокозалегающих абразивных и весьма твердых пород, забуривании и калибровке ствола скважины, для периодического проворачивания

---