Контрольная работа по БУРЕНИЮ. КОНТРОЛЬНАЯ ПО БУРЕНИЮ. Исходные данные Первая цифра

• Название: Исходные данные Первая цифра
• Анкор: Контрольная работа по БУРЕНИЮ
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 1.64 Mb.
• Имя файла: КОНТРОЛЬНАЯ ПО БУРЕНИЮ.doc
• Тип: Документы; #552848

Исходные данные

Первая цифра варианта.

Показатели	3
1. Нс, м 2. Тип долота 3. dд, мм 4.k5	1800 л 14 1,04

Вторая цифра варианта.

Показатели	3
1. Dок, мм	146
2. δ, мм	10,7
3. Тип БТ 4. Группа прочности стали БТ	л Д16

Третья цифра варианта.

Показатели	3
1. uв, м/с	1,2
2. ρпл.ж, кг/м3 3. Группа прочности стали ОК 4. ρпж, кг/м3	900 л 1070

Расчетная схема: 1- цементный камень; 2 - обсадная колонна; 3- бурильные трубы; 4- утяжеленные бурильные трубы; 5- забойный двигатель; 6- породоразрушающпй инструмент; 7- цементный «стакан»

1.РАСЧЕТ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Расчет бурильной колонны включает:

1) выбор компоновки;

2) расчет на прочность.

1.1. Диаметр долота определяется из выражения

_{ },

где k₁ - зазор между обсадной колонной и долотом (рисунок),

k₁ = 2...4 мм в зависимости от диаметра долота. Примем k₁ = 3 мм.

D_Д=0,146 – 2*0,0107-2*0,003=0,1186

Реальный диаметр долота, его шифр и другие данные выписываются из

[1, с. 20] - шарошечные долота: [1, с. 35] - лопастные.

Примем двухлопастное долото 2Л-112,0 М с резьбой З-50 массой 2,6 кг.

1.2. Диаметр забойного двигателя (приложение 1):

_{ },

где k₂ - зазор между обсадной колонной и забойным двигателем, k₂ = 5...20 мм. Примем k₂ = 13 мм.

D_зд=0,1186 – 2*0,0107-2*0,013=0,0712м

Примем забойный двигатель Д1-85 D_зд=88 мм и массой 106 кг.

1.3. Диаметр УБТ определяется из условия: _{ } ([1], с 50).

Примем D_УБТ=85 мм

1.4. Длина УБТ



где G_д - нагрузка на долото , для ло­пастных - _{ };

[G_д] - допускаемая нагрузка на долото из [1], с. 20 или 35 в зависимости от типа долота: [G_д] = 30 кН.

М_д - масса долота; М_зд - масса забойного двигателя;

М_д =2,6 кг

М_зд =106 кг,

g - ускорение свободного падения;

k₃ - коэффициент, учитывающий облегчение элементов бурильной колонны в промывочной жидкости:

_{ },

где _{ } - плотность промывочной жидкости;

_{ } - плотность материала элементов компоновки (_{ } =7850 кг/м³ для стали, 2780 - для ЛБТ);

_{ } - масса единицы длины УБТ [1].

q_УБТ=40,2 кг/м  ([1], с 50).





1.5. Количество УБТ

_{ },

где _{ } - длина одной УБТ ([1], с.50). _{ }.



Примем



1.6. Уточненная длина УБТ

L_УБТ0=n_УБТ0*l_УБТ=6*9,15=54,9м

1.7. Вес УБТ

G_УБТ =L_УБТ0*q_УБТ*g=54,9*40,2*9,81=21650,5Н

1.8. Диаметр бурильных труб

_{ } [1, с. 55] - стальные, [1, с. 63] - ЛБТ.

Примем D_БТ=73мм

1.9. Длина бурильных труб

_{ },

где L_зд =3,235 м- длина забойного двигателя.

L_БТ=1800 – 54,9– 3,235=1741,865м

1.10. Количество бурильных труб

_{ } округляем до целого в сторону увеличения (_{ }),

_{ } - длина одной БТ.



Примем

1.11. Уточнённая длина бурильных труб

L_БТ0=n_БТО*l_БТ=146*12=1752 м

1.12. Вес бурильных труб

G_БТ =L_БТ0*q_БТ*g=1752*15,6*9,81=268119,1Н

где q_БT =15,6 кг/м- масса единицы длины БТ ([1], с.55).

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, примем k₄=1,25;

F₀ - площадь проходного сечения по телу (по невысаженной части) бурильной трубы;

F - площадь сечения тела трубы.





_{ } - перепад давления на долоте:

_{ },

Q - расход промывочной жидкости, определяется исходя из трех условий:

1. 
   условие очистки забоя
   

_{ },

q - удельный расход, _{ }, примем _{ };

F_з - площадь забоя:



Q₀=0,7*0,01219=0,00853м³/с

2. 
   условие выноса шлама
   

_{ },

где _{ } - скорость движения промывочной жидкости в кольцевом пространстве против бурильных труб, v_кп = 0,6... 1,0 м/с,

примем _{ }; _{ } - площадь кольцевого пространства:



Q_В=0,8*0,008=0,0064м³/с

3)условие устойчивой работы забойного двигателя: (Q_зд) (приложение 1);

Q_ЗД=0,0048м³/с

Примем наибольший из трех расходов:

Q=0,00853м³/с

f_d - площадь промывочных отверстий долота:

_{ },

где n - количество промывочных отверстий, для долот с центральной промывкой n=5, для лопастных - по количеству лопастей, для шарошечных с боковой промывкой - по количеству шарошек;

d_д - диаметр промывочного отверстия;



_{ } - коэффициент расхода, для гидромониторных долот _{ } = 0,8...0,9; для долот с центральной промывкой и негидромониторных - 0,4...0,6, примем _{ }.





_{ } - перепад давления в забойном двигателе:

_{ },

где _{ }, _{ }, _{ } - значения перепада давления, плотности, расхода для стандартной жидкости (воды) (приложение 1).

Принимаем

ΔРС=5,5*10⁶Па

Q=0,0048м³/с



Растягивающие напряжения на устье:





.

1.2. Основное расчетное уравнение

_{ },

где _{ } - предел текучести материала бурильных труб [1, с. 67], принимаем _{ }; n - коэффициент запаса, в зависимости от глубины скважины n =1,15.. .1,35. Примем n =1,25.

Ϭ_m/n=500/1,25=400МПа>223,9МПа

Условие прочности выполняется.

МПа

Задание 4. Расчет цементирования

Расчет цементирования включает:

1) выбор типа и обоснование параметров тампонажного раствора;

2) расчет объемов технологических жидкостей, массы цемента;

3) расчет количества смесительных машин (СМ) и цементировочных агрегатов (ЦА);

4) расчет времени 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 D_д - диаметр долота, примененного для бурения скважины, _{ } (реальный диаметр долота выписывается из [1], с. 20 или 35);

_{ } - зазор между обсадной колонной и стенками скважины (рисунок), в зависимости от диаметра скважины _{ }=20...40 мм, примем _{ }=30 мм;

k₅ - коэффициент кавернозности;

F_кп - площадь сечения кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками скважины;

Н_б.ж - высота столба буферной жидкости за обсадной колонной, Н_б.ж = 200м.

_{ }.

4.1.2. Объем цементного раствора

_{ },

где h_ст - высота цементного «стакана» (рисунок), h_ст =20м. D_ВНОК – внутренний диаметр обсадной колонны; _{ }.

_{ }.

4.1.3. Количество цемента и воды

Масса цемента в единице объема цементного раствора

_{ }.

_{ },

где _{ } - плотность цемента, _{ }; 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 _{ } - общий расход цементного раствора:

_{ }.

Q_ЦА - подача одного ЦА [1, с. 177], выбираем в соответствии с максималь­ным давлением, возникающем при цементировании:

_{ },

где _{ } - разность гидростатических давлений в трубах и кольцевом пространстве:

 ,

Здесь _{ }.

_{ }, _{ } - гидродинамические потери в трубах и в КП:

_{ } при u_в <1,5 м/с;

_{ } при u_в> 1,5 м/с,

где u_в - скорость потока цементного раствора в кольцевом пространстве.

_{ }.

_{ }.

Примем _{ }.

_{ }. Примем _{ }.

4.2.2. Количество СМ:

1) по объему:

_{ },

где _{ } - объем цемента: _{ },

где _{ } - насыпная плотность цемента, _{ }, _{ } - объем бункера СМ, _{ }.

_{ }. _{ }. Примем _{ }.

2) по расходу:

_{ },

где _{ } - производительность одной смесительной машины, _{ }.

_{ }, примем _{ }.

4.3. Время цементирования:

_{ },

где _{ } - минимальная производительность цементировочного агрегата, примем _{ }; _{ } - время на технологические перерывы, _{ } = 10 мин.

 .

Расчетное время цементирования должно соответствовать условию



где Т_н.схв - время начала схватывания тампонажного раствора, _{ }.

_{ }.

Условие выполняется.