РГП Методичка Калинин А.Г. Учебное пособие по курсу Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. (Первая часть). Ученое пособие. М. изд. Рггру, 2007
 Скачать 2.67 Mb.
|
|
Основные размеры и масса УБТ
5.2. Выбор параметров УБТ Диаметр нижней (первой) секции УБТ выбирается с учетом конструкции скважины и обеспечения наибольшей устойчивости и прочности. В нормальных условиях бурения рекомендуется принимать следующие соотношения между диаметрами УБТ и долот (dу/D). Диаметр долота, мм . . . . . . 295,3 295,3 Соотношение dу/D . . . . . . 0,80-0,85 0,70-0,80. Для осложненных условий это соотношение уменьшается. Сочетания рекомендуемых диаметров нижней секции УБТ и долот приведены в табл. 5.11. В осложненных условиях: при бурении долотами D > 250,8 мм допускается применение УБТ ближайшего меньшего диаметра с одновременной установкой опорно-центрирующих устройств. При бурении забойными двигателями диаметр нижней секции УБТ должен быть не более диаметра забойного двигателя, т.е. dуdз.дв. Таблица 5.11 Диаметры, мм, нижней УБТ и долот
Жесткость наддолотного участка УБТ должна быть не менее жесткости обсадной колонны, под которую ведется бурение. Для обеспечения этого условия в табл. 5.12 приводятся сочетания диаметров обсадных труб и минимально допустимых диаметров УБТ. Соотношение диаметров бурильных трубdб.т, расположенных над УБТ к диаметру УБТ dу должно быть следующим: dб.т /dу 0,7. Если это соотношение не соблюдается, то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких диаметров, уменьшающихся в направлении к бурильным трубам. При этом отношение диаметра последующей ступени к предыдущей должно быть не менее 0,8. Рекомендуемые сочетания диаметров бурильных труб и диаметров обсадных колонн приведены в табл. 5.13. Таблица 5.12 Диаметры обсадных труб и минимально допустимые диаметры УБТ, мм
Таблица 5.13. Рекомендуемые диаметры бурильной и обсадной колонны
Обычно число секций многоразмерной конструкции УБТ nc 3. Общая длина УБТ для одно-, двух- и трехразмерных конструкций в зависимости от рд и б.р. определяется из уравнения  , (5.1) где Рд в кН; Gт – вес турбобура, кН, q1, q2, q3 – вес 1 м соответственно первой, второй и третьей секции УБТ, кН/м;  - коэффициент, учитывающий влияние бурового раствора, значения которого приведены в табл. 5.14;  - плотность бурового раствора,  - плотность металла;  - угол отклонения УБТ от вертикали;1 = ℓ1/ℓ; (5.2) ℓ1 – длина нижней части (первой) секции, создающей основную часть нагрузки. Для определения ℓ1 следует вначале задаться отношением 1: при нормальных условиях бурения ℓ1 = (0,7 0,8)ℓубт; (5.3) при осложненных условиях ℓ1 = (0,4 0,6)ℓубт; (5.4) Если nc = 3, то ℓ 1 = 1ℓубт; ℓ2 = ℓ3 = (ℓубт- ℓ1)/2; если nc = 2, то ℓ1 = 1ℓубт; ℓ2 = ℓубт - ℓ1; q3 = 0, если nc = 1, то 1= ℓубт; q2 = q3 = 0. Пример 5.1. Определить параметры конструкции УБТС для бурения скважины роторным способом долотом D = 393,7 мм в осложненных условиях с Рд = 170 кН при n= 1,5 c-1; ρб.р = 1450 кг/м3; θ = 6. Бурение ведется трубами dб.т = 140 мм под обсадную колонну dо.к = 298,5 мм. Р е ш е н и е. По табл. 5.11 принимаем диаметр первой секции равным 254 мм. Поскольку dб.т/dубт = 0,55 < 0,7, то ℓубт должна быть многоразмерной. Примем трехразмерную конструкцию 254219178 мм. Для верхней секции удовлетворяется условие dб.т/dубт = 140/178 = 0,78 > 0,7. Приняв 1 = 0,5 и по данным табл. 5.1. q1 = 3,3; q2 = 2,16 и q3 = 1,42 кН/м по формуле (5.1) Таблица 5.14 Коэффициенты потери веса колонны УБТ в буровом растворе
 мДлина каждой секции ℓ1 = 0,5 ∙ 136=68 м; с учетом фактической длины труб УБТС dу = 254 мм и ℓф = 6 м принимаем ℓ1 = 66 м; ℓ2 = ℓ3 = (136–66)/2= 35 м. Для одноразмерной колонны длина УБТ определяется из выражения: ℓу=  , (5.5) где k = 1,15 1,25. Пример 5.2. Вычислить и сравнить длину УБТС2 dубт = 178 мм с учетом и без учета фактора плавучести, если известно, Рд = 150 кН, а б.р = 1400 кг/м3. Решение. Примем k= 1,25. Для заданной Рд с учетом фактора плавучести [см. формулу (5.5)] при q1 = 1,53 кН/м (см. табл. 5.10) ℓубт =  ≈ 149 мБез учета фактора плавучести ℓу = 1,25 · 150/1,53 ≈ 122 м. Следовательно, без учета фактора плавучести ℓубт уменьшится примерно на 18 %. Критические нагрузки (в кН) для одно-, двух-, трехразмерных колонн УБТ определяются по следующим формулам: Ркр= (1,90 3,35)k2  ; (5.6)Ркр = Fкрk2  ; (5.7)Ркр=Gкрk1q1ℓ-0,1PоSо; (5.8) В приведенных формулах EI, (EI)1 – жесткость труб соответственно одноразмерной и нижней секции колонны УБТ, кН·м2; q, q1 – вес соответственно 1 м одноразмерной и нижней секции УБТ, кН·м; pо – перепад давления, Па; Sо – площадь сечения выходного отверстия; Fкр, Gкр – критическая нагрузка в безразмерных единицах соответственно для двух- и трехраз-мерных колонн УБТ; k1, k2, k3 – коэффициенты, учитывающие влияние потери веса колонны УБТ в буровом растворе, определяемые по данным табл. 5.14. Значения EI,  и  приведены в табл. 5.15. В формуле (5.8) q1 = m1g10-3, (5.9) где m1 - масса 1 м нижней секции УБТ, кг/м. Если бурение ведется роторным способом при небольшом перепаде давления без гидромониторного эффекта, то величину роSо допускается не учитывать. Значения Fкр (для колонн УБТ 146×178 и 178×203) и Gкр (для колонн УБТ 146×178×203 и 178×203×229) определяются из рис. 5.1 [на оси ординат указаны критические нагрузки в безразмерных величинах П = Ркр/  )] и 5.2 в зависимости от величин L1, λ1 и λ3, вычисляемых соответственно по формулам L1= ℓубтk3  , (5.10) а – 146 × 178мм, б – 178 × 203мм. λ1 = ℓ1/ℓубт, λ3=ℓ3/ℓубт, (5.11) Здесь ℓ1, ℓ3 длина нижней и третьей секции УБТ, м. Таблица 5.15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
; k3 =
.