Курсовой проект по дисциплине Техника бурения нефтяных и газовых скважин Пояснительная записка
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
3.2 Расчет конструкции бурильной трубы Будем использовать трубы типа ТБВ (ГОСТ 631-75, тип 1) диаметром 127 мм с толщинами стенок 8,9,10 групп прочности Д,К,Е,Л. В соответствии с . п7.6 /2, с.68/ сформируем последовательность труб. Начинаем перебор последовательности с бурильной трубы под порядковым номером 1 (БТ №1). Производим проверку соответствия этой БТ требованиям п. 7.8. /2, с.45/ Устанавливаем следующее: - наружный диаметр соответствует зафиксированным в п.7.7 /2, с.44/ значениям; - наружный диаметр замкового соединения (155мм) не ограничивает применение данной трубы; - БТ №1 не соответствует условиям по п.3.36 /2, с.29/ для компоновки 1-ой секции (над УБТ) КБТ. Из представленной последовательности условиям п. 3.36 соответствует только БТ №9, которая удовлетворяет также требованиям п.7.8., предварительным к наружным диаметрам тела трубы и замкового соединения.  Проверяем бурильную трубу №9 на соответствие расчетных запасов прочности по усталости нормативным значениям по следующим формулам:Таблица 3 – Последовательность труб
Примечания: 1. Ограничения на длину (250м) существует только для комплекта №9 ТБВ. Эти трубы вводятся в колонну в соответствии с рекомендациями. Минимально допустимую длину секции принимаем равной 500м.  Длина полуволны при вращении колонны: Длина полуволны в нейтральном сечении:  Стрела прогиба бурильной колонны:   Радиус кривизны бурильной колонны  Крутящий изгибающий момент  Изгибающее напряжение в теле трубы  Амплитуда переменного напряжения  Коэффициент запаса прочности на выносливость  Что больше нормативного значения n=1,50 Предельное (соответствует пределу текучести материала) избыточное внутреннее давление рассчитываем по формуле  Проверяем условие прочности  Таким образом, бурильная труба №9 удовлетворяет всем требованиям п.7.8. /2, с. 45/. В связи с тем, что длина секции бурильных труб №9 задана и равна 250м, проверим эту секцию на статическую прочность в верхнем сечении по формулам: Растягивающая нагрузка   Крутящий момент   где  =974 кгс/мм2- коэффициент пересчетаN- число оборотов вращения N=Nв.к+Nв.дол      -переводной коэффициент с=6,9 для мягких пород Касательное напряжение      Для компоновки 2-й секции рассмотрим бурильную трубу №1. Эта труба соответствует условиям: - по наружному диаметру тела трубы и замкового соединения; - по избыточному внутреннему давлению. По формулам соответственно получаем:  Проверяем условие прочности  Заметим, что труба №1 имеет наименьшее допускаемое внутреннее избыточное давление из двух труб, представленных для проектирования. В связи с тем, что это допускаемое давление выше действующего давления и, кроме того, все остальные трубы соотвутсвуют по диаметру тела и замкового соединения необходимым условием, в дальнейшем расчете по п.7.8. остается проверять трубы только на сопротивление усталости. Длина полуволны при вращении колонны:  Длина полуволны в нейтральном сечении:  Длина полуволн для секций    Стрела прогиба бурильной колонны:  Радиус кривизны бурильной колонны  Крутящий изгибающий момент  Изгибающее напряжение в теле трубы  Амплитуда переменного напряжения   Коэффициент запаса прочности на выносливость Что больше нормативного значения n=1,50 Определяем наибольшую допустимую длину 2-й секции БТ №1 по формуле:    Общая длина скомпонованной части БК равна  Для дальнейшей компоновки бурильной колонны (секция 3-ая) рассмотрим БТ №13. Длина полуволны при вращении колонны: Длина полуволны в нейтральном сечении:  Длина полуволн для секций    Стрела прогиба бурильной колонны: Радиус кривизны бурильной колонны Крутящий изгибающий момент Изгибающее напряжение в теле трубы Амплитуда переменного напряжения   Коэффициент запаса прочности на выносливость       Что больше нормативного значения n=1,50 Определяем наибольшую допустимую длину 2-й секции БТ №13 по формуле:   Для 3-й секции достаточна длина 1198 м Общая длина скомпонованной части БК равна  Таким образом, в результате проведенного проектировочного расчета бурильная колонна скомпонована полностью. Таблица 4- Конструкция бурильной колонны (секция указана снизу - вверх)
 4 Выбор бурового оборудованияНаибольшую нагрузку БУ будет испытывать при спуске D=178-мм промежуточной колонны. Максимальная вертикальная нагрузка от веса промежуточной колонны: Qmax=1866,02кН. Для бурения данной скважины наиболее рационально использовать установку БУ Уралмаш 4000/250 ЭК-БМ предназначенную для бурения скважин с условной глубиной бурения 4000 м в районах с умеренным климатом при температуре от -450С до +450С, при разработке месторождений с содержанием сероводорода до 6%. Установка имеет электрический привод, обеспечивающий плавное регулирование параметров основных рабочих органов. Основные технические характеристики установки: допускаемая нагрузка на крюке 2500 кН; высота вышки 45,3 м; мощность на входном валу лебедки 900 кВт; число струн талевой системы 10. В комплект БУ Уралмаш 4000/250 ЭК-БМ входит насос буровой НБТ –600-1 с подачей Q=26л/с, и давлением pн.с=25 Мпа, ротор Р 700 с диаметром отверстия в столе ротора=700 мм. 5 Гидравлический расчет скважин при бурении  Под гидравлической программой бурения понимается алгоритм вычисления соотношений: диаметров втулок насоса, возможных перепадов давления в насосе, чисел двойных ходов насоса, диаметров бурильной колонны (наружного и внутреннего) и скважины при определенной конструкции циркуляционной системы в сочетании с реологическими параметрами бурового раствора в зависимости от глубины скважины и производительности насоса.5.1 Определение перепада давления бурильных трубах Число Рейнольдса (Re) характеризует тип течения бурового раствора: турбулентный, квадратичный, ламинарный. Определим значение числа Рейнольдса согласно теории подобия:  где  - плотность бурового раствора;  -скорость течения бурового раствора в бурильных трубах;  - внутренний диаметр бурильных труб;  -структурная вязкость бурового раствора;  - динамическое напряжение сдвига бурового раствора.Скорость течения бурового раствора в бурильных трубах:  где Q- производительность бурового насоса.  Следовательно, режим течения жидкости в трубах турбулентный.  –коэффициент гидравлических сопротивлений при турбулентном течении жидкости.Потери давления в бурильных трубах:  |