Крсовой техн. бур. Самотлор. Геологическая часть
 Скачать 0.67 Mb.
|
|
2.9. Проектирование режима бурения по интервалам 2.9.1. Расчет осевой нагрузки на долото Расчет будем вести по рекомендациям методических указаний /7/. Определим величину нагрузки на долото, которая обеспечивает разрушение породы (Gq)  (2.32)где Рш – твердость по штампу, табл. 2.4; Fk - площадь контакта долота с породой, м2; Fk =0,4·R·ηп·вz, (2.33) Для бурения первого интервала Fk = 0,4·196·0,8·8 = 500мм2 = 500·10-6м  кНАналогично считаем других интервалов и результаты сводим в табл. 2.6 Таблица 2.6 Результаты расчета осевой нагрузки и площадки контакта по интервалам
2.9.2. Проектирование расхода бурового раствора Расчет произведем по рекомендациям /7/ Qmin < Q < Qт (2.34) где Qmin – минимальный расход, позволяющий осуществить вынос выбуренной породы, м3/с; Qт – технологически необходимый расход, позволяющий хорошо очищать забой, м3/с  , (2.35)где dr – диаметр частиц выбуренной породы, м; ρr – плотность частиц породы табл. 1.5, кг/м3; ρz – плотность раствора в заколонном пространстве /1/, кг/м3; Fкп – площадь кольцевого пространства, м2  , (2.36)где К – коэффициент каверзности, табл. 1.3; dн – наружный диаметр бурильных стальных труб, м Для направления  м3/сАналогично счтитаем для других интервалов результаты представим в виде табл. 2.7  , (2.37)где Рmax – максимальное давление на выкиде насоса, МПа  , (2.38)Gmax - суммарная нагрузка на долото. Примем по величине Gqmax табл. 2.6, кН; Gвр – вес вращающихся деталей двигателя, кН; Gвр = (0,4-0,48)·Gдв, (2.39) Gдв – вес забойного двигателя, кН; где Тп – усилие на осевой опоре забойного двигателя, кН; Fр – площадь, на которую действует гидравлическая нагрузка, м2  , (2.40)dт – средний диаметр турбинок, м; Рт – перепад давления в забойном двигателе, МПа; Роч – давление, расходуемое на очистку скважины от выбуренной породы, МПа  , (2.41)Vм – механическая скорость бурения /1/, м/с; Н – интервал бурения или глубина скважины, м; Рrq – перепад давления в долоте, МПа  , (2.42)Рr – гидравлическое давление. Для данного расчета величиной Рr пренебрегаем, МПа; аi – коэффициент гидросопротивления, независящий то глубины  , (2.43)амс = 0,107м-4 – гидросопротивления в манифольде; аш = 0,052м-4 – гидросопротивление в стояке; ав = 0,044м-4 – гидросопротивление в вертлюге; атв = 0,04м-4 – гидросопротивление в ведещей трубе; вi, вj – коэффициенты гидросопротивлений, зависящие от длины  (2.44)dв – внутренний диаметр труб  , (2.45)li, lj – длины секций бурильных труб Для направления (первый интервал) 0-110м  ,      Аналогично считаем гидросопротивления для других интервалов. Для второго интервала 110-780м    Для остальных интервалов    аi = 0,107 + 0,052 + 0,044 + 0,04 = 0,243м-4. Подставив формулы (2.42) и (2.38) в (2.37) получаем  , (2.46)Для бурения первых двух интервалов выберем предварительно двигатель ЗТСШ 1 – 240. Для него при Q = 32л/с М = 2,7 кН·м, ∆Р = 5,5МПа; длина двигателя 23,2м, Gqв = 59,75кН, Gвр = 23,9 кН, Fp = 0,0177м2. Для бурения остальных интервалов выберем предварительно двигатель ЗТСШ 1 – 195. Для него при Q = 30л/с М = 1,5 кН·м, ∆Р = 3,9МПа; длина 25,7м, Gqв = 47,9кН, Gвр =19,16 кН, Fp = 0,0118м2. При расчете Qт будем считать, что длина УБТ составляет 12м. ТБПВ 500м, а остальное ЛБТ. Для направления  л/сАналогично считаем Qт для остальных интервалов. Для бурения первого интервала принимаем расход Q равным 56л/с, чтобы избежать разрыва стенок скважины. Таблица 2.7 Результаты расчета расхода промывочной жидкости
2.9.3. Расчет частоты вращения долота Расчет произведем по рекомендациям методических указаний /7/  , (2.47)где Qдин – динамическая нагрузка на долото, кН; Qдин = (0,15 – 0,25)Gq, (2.48) Сm = 5100м/с – скорость звука в материале бурильного инструмента; E = 2, 1·10-3м2 – площадь вала забойного двигателя; Rм – мгновенный радиус долота, м; τк – время контакта вооружения долота с забоем (3÷4)млс Rм = (0, 55÷0, 72) R, (2.49) sin β = 0,8 – синус угла наклона оси шарошки и оси долота Для бурения первого интервала 0-110м  об/минАналогично считаем nτ для других интервалов. Результаты сводим в табл. 2.8 Таблица 2.8 Результаты расчета частоты вращения долота
2.9.4. Обоснование максимальной величины давлений на выкиде буровых насосов Расчет максимальной величины давления произведем по формуле (2.38) /7/ Для бурения первого интервала (0-110м)  МПааналогично считаем для остальных интервалов, и результаты сводим в табл. 2.9 Таблица 2.9 Результаты давления на выкиде насосов
Расчет Рmax для пятого интервала выполнен в п. 3.25 2.11. Выбор забойных двигателей по интервалам Выбор забойных двигателей осуществим по методике, изложенной в работе /7/. Рассчитаем момент, необходимый для разрушения горных пород (Мс)  , (2.58)где Му – удельный момент на долоте  ; , (2.59)Мгп – коэффициент трения, 0,94- для мягких пород; 0,1 – для твердых; 0,22 – для средних; 0,28 – для мягких с пропластками средних пород; Gс – статистическая часть осевой нагрузки  ,кН; (2.60)Мо – момент на трение долота о стенки скважины и буровой раствор, Н·м; Мо =550·Дд, (2.61) Мп – момент, затрагиваемый на трение в осевой опоре забойного двигателя, Н·м;  , (2.62)где rп – средний радиус трения в осевой опоре /5/, м; Ктр – коэффициент трения в резинометаллической опоре 0,08÷0,1 для высокооборотных двигателей, 0,2÷0,3 для низкооборотных (типа Д) двигателей; Мк – момент, затрачиваемый на вращение калибратора, Н·м;  , (2.63)Gрад – радиальное усилие на рабочие элементы калибратора 3кН – для нового калибратора с Rк > R; 2кН – для изношенного калибратора с Rк = R; 1кН – для изношенного калибратора с Rк < R Rк – радиус калибратора, м; Кр – учитывает свойства пород: 0,5 – для мягких пород; 0,15 – для твердых; 0,33 – для средних; 0,42 – для мягких с пропластками средних Рассчитаем Мс для бурения первого интервала 0-110м  Н·мАналогично считаем Мс для других интервалов. Результаты сводим в табл. 2.11 Выбор забойного двигателя осуществим по значениям Q, nт, Мс, пересчитав параметры двигателей, получаемые при наших плотностях раствора и расходе. Пересчитанные значения приводим в табл. 2.11 Таблица 2.11 Расчетные значения параметров забойных двигателей
Для бурения первого интервала 0-110м лучше подходит односекционный турбобур ЗТСШ 1 – 240, так как он выдает необходимый момент на разрушение пород и его частота вращения позволяет эффективно вести углубление, кроме того, у этого двигателя меньшее значение перепада давления. Для бурения второго интервала 110-780м подходят двухсекционные турбобуры ЗТСШ – 240 и ЗТСШ 1 -1 – 240. У второго двигателя лучшее значение частоты вращения, но выше перепад давления и поэтому примем двухсекционный ЗТСШ – 240, который использовался ранее в предыдущем интервале. В интервале искривления ствола 130-319м примем одну секцию ЗТСШ 1 -240, которая хоть и не выдает нужного момента, но удовлетворяет требованию вписываемости компоновки низа колонны в искривленный участок. Для бурения третьего интервала 780-1270м лучше других подходит ТРХВ – 195. Он обеспечивает необходимую величину частоты и момента и у него не высокое значение перепада давления. Для бурения четвертого интервала 1270 – 2080м подходят ТРХВ – 195, А7 ГТШ и ТРМ – 195Т, но у ТРХВ – 195 повышенное значение частоты, что не эффективно в породах средней твердости, а у А7 ГТШ высоко5е значение перепада давления, что тоже нежелательно. Принимаем для бурения этого интервала ТРХВ – 195. Для бурения пятого интервала 2080-2250м принимаем турбобур Д1 – 195 по рассчитанному п. 3.2.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
