расчет бурильной колоны. Расчет бурильной установки Вариант 359. Исходные данные Первая цифра
![]()
|
Исходные данныеПервая цифра варианта.
Вторая цифра варианта.
Третья цифра варианта.
![]() Расчетная схема: 1- цементный камень; 2 - обсадная колонна; 3- бурильные трубы; 4- утяжеленные бурильные трубы; 5- забойный двигатель; 6- породоразрушающпй инструмент; 7- цементный «стакан» Задание 1. Расчет бурильной колонныРасчет 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. ![]() Реальный диаметр долота, его шифр и другие данные выписываются из [1, с. 20] - шарошечные долота: [1, с. 35] - лопастные. Примем двухлопастное долото 2Л-139,7 М с резьбой З-63,5 массой 4,1 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. ![]() Примем забойный двигатель Д1-127 ![]() 1.3. Диаметр УБТ определяется из условия: ![]() Примем ![]() 1.4. Длина УБТ ![]() где Gд - нагрузка на долото (для шарошечных долот ![]() ![]() Мд - масса долота; Мзд - масса забойного двигателя; Мзд =402 кг, g - ускорение свободного падения; k3 - коэффициент, учитывающий облегчение элементов бурильной колонны в промывочной жидкости: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1.5. Количество УБТ ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 1.6. Уточненная длина УБТ ![]() 1.7. Вес УБТ ![]() 1.8. Диаметр бурильных труб ![]() Примем ![]() 1.9. Длина бурильных труб ![]() где Lзд - длина забойного двигателя. ![]() 1.10. Количество бурильных труб ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1.11. Уточнённая длина бурильных труб ![]() 1.12. Вес бурильных труб ![]() где qБT - 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. ![]() ![]() ![]() ![]() Q - расход промывочной жидкости, определяется исходя из трех условий: условие очистки забоя ![]() q - удельный расход, ![]() ![]() ![]() ![]() условие выноса шлама ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() условие устойчивой работы забойного двигателя: (Qзд) (приложение 1); ![]() Примем наибольший из трех расходов ![]() fd - 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; dд - диаметр промывочного отверстия; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() Принимаем ![]() ![]() ![]() ![]() 1.2. Основное расчетное уравнение ![]() где ![]() ![]() ![]() Задание 4. Расчет цементированияРасчет 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 Dд - диаметр долота, примененного для бурения скважины, ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 4.1.2. Объем цементного раствора ![]() где hст - высота цементного «стакана» (рисунок), hст =20м. DВНОК – внутренний диаметр обсадной колонны; ![]() ![]() 4.1.3. Количество цемента и воды Масса цемента в единице объема цементного раствора ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Масса цемента: ![]() Масса воды: ![]() 4.1.4. Объем продавочной жидкости ![]() 4.2. Количество цементировочных агрегатов и смесительных машин 4.2.1. Количество ЦА ![]() где ![]() ![]() QЦА - подача одного ЦА [1, с. 177], выбираем в соответствии с максимальным давлением, возникающем при цементировании: ![]() где ![]() ![]() Здесь ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где uв - скорость потока цементного раствора в кольцевом пространстве. ![]() ![]() Примем ![]() ![]() ![]() 4.2.2. Количество СМ: 1) по объему: ![]() где ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2) по расходу: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 4.3. Время цементирования: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расчетное время цементирования должно соответствовать условию ![]() где Тн.схв - время начала схватывания тампонажного раствора, ![]() ![]() Условие выполняется. Список использованной литературы1. Иогансен К.В. Спутник буровика: справочник. - М.: Недра, 1990. 2. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидроаэромеханика в бурении» /сост. Т.О. Акбулатов. - Уфа: Изд-во УГНТУ. 2007. |