Технология бурения скважин. Тех. бурения н-г скважин. Методические указания и практические задания для студентов очного и заочного отделения НД
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
Расчет четырех-интервального профиля Исходными данными для расчета являются (см. рис. 2.2) H, h, A, αo, i1 (R1), i2 (R2), i3 (R3), αk. 1. Определяют проекции вертикального участка. 2. Определяют проекции участка 2а – набора зенитного угла с отклонителем по формулам: h1 = R1. sin αo ; а1= R1 . (1 – cos αo); l1 = αo/i1.. 3. Определяют проекции участка 2б – набора зенитного угла не ориентируемой компоновкой: a2= R2 . (cos αо – cos α); h2= R2 . (sin α– sin αо); l2 = (α – αо) / i2. 4. Определяют проекции участка 4 – уменьшения зенитного угла: a4= R3 . (cos αк – cos α); h4 = R3 . (sin α – sin αк); l4 = (α – αк) / i3. 5. Определяют проекции участка 3 – прямолинейно-наклонного участка. Вертикальная проекция определяется как разность между проектной глубиной скважины и суммой проекций на участках ориентированного и неориентированного набора угла, уменьшения угла и глубиной зарезки, т. е. h3 = H – h – h1 – h2 – h4. Затем определяем горизонтальную проекцию и длину по стволу: a3 = h3. tg α; l3 = h3 / cos α . 6. Проверяют выполнение условия А = а1+ а2 + а3 +a4, если оно не выполняется, изменяют угол α и пересчитывают проекции участков 2б, 4 и 3. Процедуру выполняют до тех пор, пока не будет выполнено условие: Σ аi = А ± 10. 7. Результаты расчетов представляют в виде таблицы Расчет пяти-интервального профиля: Исходными данными для расчета являются: H, h, A, αo, i1 (R1), i2 (R2), i3 R3),αk, hВ(см. рис. 2.3). Порядок расчёта полностью совпадает с расчетом четырех-интервального профиля со следующим дополнением. Вертикальная проекция прямолинейно-наклонного участка определяется как разность между проектной глубиной скважины и проекциями на участках ориентированного и неориентированного набора угла, уменьшения угла, глубиной зарезки и глубиной второго вертикального участка, т. е. h3 = H – h – h1 – h2 – h4 – hВ. Таблица 2.2 – Результаты расчета трех-интервального профиля
2.3. Пример расчета трех-интервального профиля Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.3, а основные геометрические характеристики профиля скважины − на рисунке 2.4. Таблица 2.3 – Исходные данные для расчета трех-интервального профиля
 Рисунок 2.5 – Трех-интервальный профиль скважины Расчет производим по участкам сверху вниз. 1. Вертикальный участок. Проекция участка на вертикальную ось hв = h = 600 м, длина по стволу ℓв = h = 600 м, горизонтальное смещение и зенитный угол равны 0. -Участок набор зенитного угла с отклонителем − ориентируемый набор зенитного угла (2а). Расчет проекций на искривленных участках производим по формулам, представленным в таблице 2.1. -Находим радиус искривления на участке по формуле (1.2): R = 57,3/i1, Интенсивность искривления равна i1 = 10 град/100 м = 0,1 град/м; После подстановки получаем R1 = 573 м. -Проекция участка на вертикальную ось: h1 = R1* sin α=573 *sin12° = 119 м. -Горизонтальная проекция: a1=R1 . (1-cos α0) =573*(1-cos 120)=13м. -Длина интервала по стволу l = R1 / i1=120/0,1=120м 2. Участок неориентированного набора зенитного угла (2б). -Находим радиус искривления R2= 57,3/i2, =57,3/0,05=1146м -Проекция участка на вертикаль h2 = R .(sin α– sin α0); α= α0+100=220, тогда h2=1146(sin220- sin120) =191м Участок стабилизации зенитного угла (3). Находим проекцию на вертикальную ось: h3 = H − h − h1− h2, тогда h3 = 1900 − 600 − 119 − 191 = 990 м. Горизонтальное смещение: a3 = h3 * tgα, тогда a3 = 990 *tg22° = 400 м. Проверка расчета заключается в проверке выполнения условия (2.1): a1 + a2 + a3 = A ± 10. В нашем случае a1 + a2 + a3 = 13 + 57 + 400 = 470 м. Проектное смещение скважины по горизонтали должно быть 500 м, сумма смещений по участкам равна 470 м, то есть условие Σ аi = А ± 10 не выполняется. Таким образом, необходимо увеличить угол α, принимаем его равным α = 23°. Пересчитываем проекции участков 2б и 3. Участок 2б: H2=1146*(sin 23°−sin12°)=190 м, a2=1146⋅(cos12°−cos23°)=62 м, l2=230- 120/0,05=200м. Участок 3: h3= 1900 − 600 − 119 − 190 = 991 м, a3= 991 * tg23° = 421 м, l3=991/ cos 23=1077м Выполняем проверку: a1 + a2 + a3= 13 + 62 + 421 = 496 м. Условие (2.1) выполняется, расчет закончен, заносим характеристики профиля в таблицу. 3. Показатели работы долот. Оценка работы долота по данным наблюдения в течение одного долбления Производительность долота характеризуется проходкой на долото Н, которая означает длину пробуренного данным долотом ствола скважины до его полного износа, измеряется в метрах. Стойкостью долота, Т – время механического бурения данным долотом, измеряется в часах. Механической скоростью vм характеризует среднюю скорость разрушения горной породы, измеряется в м/час. vм= Н/Т, (3.1) С механической скоростью связана интенсивность разрушения горной породы – проходка за один оборот долота, обозначается как Н0 измеряется в мм/об. Н0 = vм /nд, (3.2) где - nд.- число оборотов долота , мин. Для характеристики общего темпа углубления скважины используется такой показатель как экономическая рейсовая скорость vрэ; vрэi=Нi /(( Тбi+∑Ттно)+Sд /А) (3.3) где Ттно - время на спуск и подъём инструмента для замены долота, а также на все вспомогательные работы в течение данного рейса. Наиболее общий интегральный показатель работы долота - себестоимость метра проходки, но чаще используется показатель стоимости одного метра проходки по затратам, зависящим от времени – S Si=(Sд+ А( Тбi+∑Ттно))/Нi, (3.4) где Нi – нарастающее значение проходки за время Тбi (Hi= ∑Hti ); ∆Т- промежуток времени за который замерялась проходка; Тбi – нарастающее значение времени бурения (Тбi =∑∆Тni ) ; Sд – стоимость долота; А- стоимость одного часа работы буровой установки; ∆Т- промежуток времени, за который замерялась проходка.(Шаг времени); ni – порядковый номер замера проходки; Hti – текущее значение единичной проходки за время ∆Т; Сущность задания заключается в том, что содержащиеся в задании данные (табл. 3.1, 3.2) позволяют рассчитать текущие значения vрэiи Si. Сравнение предыдущих и последующих значений позволяет установить их максимальные и минимальные величины, а также время их достижения. Если время достижения этих значений не превышает время стойкости долота R в часах, то это время принимается за рациональное, если оно не превышает время стойкости долота на 0,25 часа. Допускается передержка долота до достижения 0,9 vрэiи 1,1Siпо сравнению с их экстремальными значениями. В данном задании получение ложных экстремумов, вызванных неоднородностью горных пород не предусмотрены. Пример выполнения задания Для удобства с использованием содержащихся в сводках данных (табл. 3.1, 3.2) составим таблицу 3.3 соответствующих значений для выбранного варианта и последовательно вычислим текущие значения vрэiи Si применяя приведённые выше формулы. Полученные значения также занесём в таблицу. Используя полученные данные построим графики зависимости значений vрэ и Si от времени бурения. В промысловых условиях графики строятся по мере вычисления значений vрэ и Si через заданные промежутки времени ∆Т или анализируются путём сравнения полученных и предыдущих значений. Таблица 3.1 – Сводка данных
Таблица 3.2 – Сводка данных о проходке (м) за время ∆Тв течение одного долбления
Таблица 3.3 – Результаты расчетов
Рис. 3.1. Результаты расчетов В нашем примере vрэ достигает максимального значения через 9 часов работы долота и сохраняется на протяжении 0,75 часа. К окончанию времени стойкости долота vрэ достигает значения 0,92 от своего максимального значения. Стоимость метра проходки Si достигает минимального значения через 9,75 часа с начала работы долота и к окончанию времени стойкости долота достигает значения 1,082, это означает, что долото практически отработало свой ресурс времени оптимально и увеличивать рекомендованное время работы до получения значений 0,9 vрэ и 1,1Siнецелесообразно. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
