ооарбаб. Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная
 Скачать 4.62 Mb.
|
|
2.3.3 Расчёт частоты вращения долота Эффективное разрушение горной породы при бурении происходит при условии, что время контакта рабочих элементов долота с породой было не меньше времени, которое необходимо для того, чтобы нагрузка достигла такой величины, которая необходима для разрушения породы. Время контакта зуба долота с породой для шарошечных долот определяется шагом зуба и скоростью вращения долота. Если время контакта будет меньше времени разрушения породы, то процесс деформации будет протекать неполностью, и разрушение будет носить усталостный характер, несмотря на то, что осевая нагрузка будет достаточной. Частота вращения трёхшарошечного долота рассчитывается по трем показателям: рекомендуемой линейной скорости на периферии долота; продолжительности контакта зубьев долота с горной породой; стойкости опор долота. Расчёт частоты вращения долота по рекомендуемой линейной скорости на периферии долото определяется по формуле:  (2.17)где n - частота вращения, об/мин; DД - диаметр долота, м; VЛ - рекомендуемая линейная скорость на периферии долота, м/с. Рекомендуемая линейная скорость зависит от твёрдости пород: для пород категории М VЛ = 2,8  3,4 м/с;для пород категории МС VЛ = 1,8 2,8 м/с.Рассчитываем частоту вращения долота при бурении под кондуктор:  об/мин.Рассчитаем частоту вращения долота при бурении под промежуточную колонну:  об/мин.Определим частоту вращения долота при бурении под потайную колонну:  об/мин.Частота вращения долота при бурении под эксплуатационную скважину будет составлять:  об/мин.Расчёт частоты вращения долото по стойкости опор проводится по формуле:  (2.18)где α - коэффициент, учитывающий свойства горных пород (для пород категории М α = 0,7-0,9; для пород категории МС α = 0,6-0,8); Т0 -постоянная величина, характеризующая стойкость опоры долота, ч. Т0 определяется по формуле Т0 = 0,0935·DД (2.19) где DД - диаметр долота, мм. Таким образом, используя формулы 2.18 и 2.19 возможно определить частоту вращения долота для каждого интервала. Для интервала 0-1027 м частота вращения будет составлять:  об/мин.Частота вращения долота при бурении в интервале 1027-2539 м будет равна:  об/мин.Для интервала бурения 2539-2846 частота вращения долота будет составлять:  об/мин.Частота вращения долота при бурении в интервале 2846-3147 м будет равна:  об/мин.Расчёт частоты вращения долота по минимальной продолжительности контакта зуба долота с породой (максимальная частота вращения) проводится по формуле:  (2.20)где z - число зубьев на периферийном венце шарошки; τmin - минимальное время контакта зуба долота с породой, мкс; для упруго-пластичных пород 5-7 мкс; для пластичных пород 3-6 мкс. dШ - диаметр шарошки, мм. Отношение диаметра шарошки к диаметру долота dШ/DД обычно принимается равным 0,65. Рассчитаем частоту вращения долота по формуле 2.20 для интервала 0-1027 м:  об/мин.Частота вращения долота для интервала 1027-2539 м будет равна:  об/мин.Для интервала 2539-2846 м частота вращения будет равна:  об/мин.Частота вращения долота для интервала 2846-3147 м: об/мин.Исходя из того, что бурение в интервалах 0-649 м и 2539-3147 м будет проходить роторной компоновкой, а в интервале 649-2846 м с помощью винтового забойного двигателя, а также руководствуясь опытом бурения скважин на данной площади и технико-экономическими показателями, принимаем следующие наиболее оптимальные значения частоты вращения долота: интервал 0-1027 м: 80-100 об/мин; интервал 1027-2539 м: 100-120 об/мин; интервал 2539-2846 м: 100-120 об/мин; интервал 2846-3147 м: 100-120 об/мин. При использовании расширителя (интервалы 2539-2846 м и 2846-3147 м) частоту вращения долота необходимо ограничивать в пределах 60-80 об/мин. 2.3.4 Выбор типа забойного двигателя Основные требования к забойным двигателям: диаметр забойного двигателя должен лежать в интервале 80 - 90% от DД; расход промывочной жидкости должен быть близким к номинальному расходу забойного двигателя; крутящий момент, развиваемый забойным двигателем, должен обеспечить эффективное разрушение горной породы на забое скважины; забойный двигатель должен обеспечивать частоту вращения долота, находящуюся в пределах или не менее значений, необходимых для разрушения горных пород; диаметр и жесткость гидравлического забойного двигателя должны соответствовать требованиям достижения заданной траектории ствола скважины; подача насосов, при которой двигатель работает в заданном режиме, должна удовлетворять условиям промывки скважины. Диаметр гидравлического двигателя рассчитывается по формуле: DГ = (0,8 0,9)DД (2.21)где DГ - диаметр гидравлического забойного двигателя, м; DД - диаметр долота, м. Момент, необходимый для разрушения горной породы рассчитывается по формуле: МР = МО + МУД·GО (2.22) где МР - момент необходимый для разрушения горной породы, Н·м; МО - момент необходимый для вращения ненагруженного долота, Н·м; МУД - удельный момент долота, Н·м /кН; GО - осевая нагрузка на долото в интервале бурения, кН. Момент необходимый для вращения не нагруженного долота определяется по формуле: МО == 550·Dд (2.23) где DД - диаметр долота, м. Удельный момент на долоте МУД определяется по формуле: Муд = QОП + 120·Dд (2.24) где Qоп - опытный коэффициент (Qоп = 1…2 Н·м/кН), для расчетов принимается Qоп = 2 Н·м/кН. На основании вышеперечисленных формул производятся расчеты для выбора гидравлических забойных двигателей по интервалам бурения. Для интервала 649-1027 м (бурение с набором зенитного угла) диаметр забойного двигателя будет равен: DГ = (0,8 0,9)·0,3937 = 0,31496 0,3543м.Исходя из опыта работ на площади Северо-Прибрежная, а также руководствуясь оптимальными технико-экономическими показателями бурения скважины диаметр забойного гидравлического двигателя принимается равным 0,240 м. Тогда момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 393,7 мм равен: МО = 550·0,3937 = 216,5 Н·м. Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен: МУД = 2 + 120·0,3937 = 49,24 Н·м. Необходимый момент для разрушения горных пород равен: МР = 216,5 + 49,24·60 = 3171 Н·м. Определим диаметр забойного двигателя для интервала 1027-2539 м (бурение со стабилизацией зенитного угла): DГ = (0,8 0,9)·0,2953 = 0,2362 0,2658 м.Руководствуясь высокими технико-экономическими показателями для бурения в интервале 1027-2539 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 240 мм. Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм: МО = 550·0,2953 = 162,4 Н·м. Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен: МУД = 2 + 120·0,2953 = 37,4 Н·м. Необходимый момент для разрушения горных пород равен: МР = 162,4 + 37,4·40 = 1659 Н·м. Рассчитаем диаметр долота для интервала бурения 2539-2846 (бурение со стабилизацией зенитного угла под потайную колонну): DГ = (0,8 0,9)·0,2159 = 0,1687 0,1943 м.Для получения высоких технико-экономических показателей при бурении в интервале 2539-2846 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 172 мм. Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм: МО = 550·0,2159 = 118,7 Н·м. Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен: МУД = 2 + 120·0,2159 = 27,9 Н·м. Необходимый момент для разрушения горных пород равен: МР = 118,7 + 27,9·60 = 1792,7 Н·м. Технические характеристики забойных двигателей, выбранных для применения при строительстве скважины, приведены в таблице 2.6. Таблица 2.6 - Технические характеристики забойных двигателей
| ||||||||||||||||