Задачи по технологии бурения. задачи по бурению 1. 1. Расчет бурильной колонны
![]()
|
1. Расчет бурильной колонны Расчет бурильной колонны включает: 1.1. Диаметр долота определяется из выражения: ![]() где Dок – диаметр обсадной колонны; δ – толщина стенки обсадной колонны; k1 – зазор между обсадной колонной и долотом, k1 = 2…4 мм в зависимости от диаметра долота. ![]() Выбираем долото двушарошечное 132М-ГВ и его данные: ![]() ![]() ![]() 1.2. Диаметр забойного двигателя: ![]() где k2 – зазор между обсадной колонной и забойным двигателем, k2 = 5…20 мм. ![]() Из приложения выбираем забойный двигатель Д1-127 и его данные: ![]() ![]() ![]() 1.3. Диаметр УБТ определяется из условия: ![]() Выбираем ![]() 1.4. Длина УБТ: ![]() где Gд – нагрузка на долото для лопастных − 0,5·[ Gд ]); [ Gд ] – допускаемая нагрузка на долото равная 65кН; Мд – масса долота; Мзд – масса забойного двигателя; g – ускорение свободного падения; kз − коэффициент, учитывающий облегчение элементов бурильной колонны в промывочной жидкости и определяется: ![]() где ρпж – плотность промывочной жидкости; ρм – плотность материала элементов компоновки ![]() для стали; qУБТ – масса единицы длины УБТ равная 52,1 кг на 1м. ![]() 1.5. Количество УБТ: ![]() где lУБТ – длина одной УБТ равная 9150 мм. ![]() Количество УБТ округляем до целого: ![]() 1.6.Уточненная длина УБТ: ![]() 1.7. Вес УБТ: ![]() ![]() 1.8. Диаметр бурильных труб ![]() Выбираем бурильные трубы стальные с диаметром 103 мм. 1.9. Длина бурильных труб: ![]() где Lзд – длина забойного двигателя. ![]() 1.10. Количество бурильных труб ![]() lБТ – длина одной БТ равная 9 м. ![]() Округляем до целого ![]() 1.11. Уточнѐнная длина бурильных труб: ![]() ![]() 1.12. Вес бурильных труб: ![]() где qБТ – масса единицы длины БТ равная 9,2 кг. ![]() 1.13. Растягивающие напряжения на устье: ![]() где k4 – коэффициент, учитывающий инерционные силы и силы трения, k4 =1,15…1,35 в зависимости от глубины скважины; F0 – площадь проходного сечения по телу (по невысаженной части) бурильной трубы; F – площадь сечения тела трубы; ΔPд – перепад давления на долоте: ![]() где Q – расход промывочной жидкости, определяется исходя из трех условий: 1) условие очистки забоя: ![]() ![]() где q – удельный расход, q=0,6…0,8; Fз – площадь забоя: ![]() ![]() 2) условие выноса шлама: ![]() ![]() где ʋкп – скорость движения промывочной жидкости в кольцевом пространстве против бурильных труб, ʋкп = 0,6…1,0 м/с; Fкп – площадь кольцевого пространства: ![]() ![]() fд – площадь промывочных отверстий долота: ![]() где n – количество промывочных отверстий, для шарошечных с боковой промывкой – по количеству шарошек; dд – диаметр промывочного отверстия; ![]() д – коэффициент расхода, для гидромониторных долот д = 0,8…0,9; ΔPзд – перепад давления в забойном двигателе: ![]() где Pc, ρc, Qc – значения перепада давления, плотности, расхода для стандартной жидкости (воды) находим по приложению. ![]() ![]() ![]() 1.2. Основное расчетное уравнение ![]() где σm – предел текучести материала бурильных труб равная 380 МПа; n – коэффициент запаса, в зависимости от глубины скважины n=1,15…1,35. ![]() 4. Расчет цементирования В качестве тампонажного принимаем цементный раствор с относительным водосодержанием m = 0,5. 4.1. Расчет объемов технологических жидкостей, количества цемента. 4.1.1. Объем буферной жидкости: ![]() где Dд – диаметр долота, примененного для бурения скважины: ![]() где Δ– зазор между обсадной колонной и стенками скважины , в зависимости от диаметра скважины Δ = 20…40 мм; k5 – коэффициент кавернозности; Fкп - площадь сечения кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками скважины; Hб.ж. - высота столба буферной жидкости за обсадной колонной, Hб.ж.=200м. ![]() 4.1.2. Объем цементного раствора: ![]() где hст – высота цементного «стакана», hст =20м. ![]() 4.1.3. Количество цемента и воды Масса цемента в единице объема цементного раствора: ![]() где ρц.р. – плотность цементного раствора: ![]() где ρц – плотность цемента, ρц = 3150 кг/м3; m – водоцементное отношение, m = 0,5; ![]() ![]() Масса цемента: ![]() ![]() Масса воды: ![]() ![]() 4.1.4. Объем продавочной жидкости: ![]() ![]() 4.2. Количество цементировочных агрегатов и смесительных машин. 4.2.1. Количество ЦА: ![]() где Qобщ – общий расход цементного раствора: ![]() ![]() QЦА – подача одного ЦА, выбираем в соответствии с максимальным давлением, возникающем при цементировании: ![]() где Δрc – разность гидростатических давлений в трубах и кольцевом пространстве: ![]() ![]() Δрт , Δркп – гидродинамические потери в трубах и в КП: ![]() ![]() ![]() ![]() При ![]() ![]() ![]() 4.2.2. Количество СМ: 1) по объему: ![]() где Vц – объем цемента: ![]() где ρц.н. – насыпная плотность цемента, ρц.н = 1210 кг/м3; VБ.СМ – объем бункера СМ, VБ.СМ = 14,5 м3. ![]() ![]() 2) по расходу: ![]() где QСМ – производительность одной смесительной машины, QСМ = 15 л/с. ![]() ![]() 4.3. Время цементирования: ![]() где ![]() tп – время на технологические перерывы, tп = 10 мин. ![]() Расчетное время цементирования должно соответствовать условию: ![]() где Tн.схв – время начала схватывания тампонажного раствора. ![]() |