Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Роторний спосіб буріння
Вихідні дані: Інтервал буріння 3330− 3670 м; Типорозмір долота ІІІ 165.1 СЗ− ГАУR496; Довжина ОБТ lОБТ=180 м; Довжина КНБК =21 м; Зовнішній діаметр КНБК dКНБКз=133 мм; Внутрішні діаметр КНБК dКНБКв=64 мм; Зовнішній діаметр ОБТ dОБТз=133 мм; Внутрішні діаметр ОБТ dОБТв=64 мм; Зовнішній діаметр бурильної колони dБКз=101.6 мм; Густина промивальної рідини r=1140 кг/м; Глибина спуску проміжної колони H=3330 м; Товщина стінки проміжної колони d= 12.7 мм; Твердість гірської породи по штампу р= 1200 МПа; Внутрішній діаметр проміжної колони dПРв= 168.6 мм; Коефіцієнт кавернозності К= 1, 05; Виконаємо проектування параметрів режиму буріння за допомогою аналітичного методу. 1.а) Визначимо бажане осьове навантаження на долото виходячи із умови об’ємного руйнування гірської породи за питомим навантаженням: (2.49) де q– питоме навантаження на долото,; q= (5÷ 10)·10; G= (5÷ 10)·10·0, 165.1=82.55÷ 165.1 кН; б) Визначимо бажане осьове навантаження на долото за твердістю і площею контакту: (2.50) де К= 1.1 – коефіцієнт, який враховує вплив вибійних умов на твердість гірської породи; р– твердість гірської породи за штампом; F– контактна площа тришарошкових доліт; F= 170 мм; G= 1.1·1200·10·170·10= 224.4 кН; Паспортне значення допустимого навантаження на долото Ш 165.1 СЗ− ГАУR496 становить: [G] = 130 кН; Отримане значення порівнявши з паспортним, приймаємо осьове навантаження G= 120 кН. 2. Визначимо швидкість обертання долота з умови забезпечення необхідного часу контакту зуба долота з породою. (2.51) де w– швидкість обертання долота, с; dШ – діаметр шарошки, м; dШ=DД/1, 6 (2.52) t= (3÷ 8)·10[c] – мінімально необхідний час контакту зуба долота з породою; z=20 – максимальна кількість зубців на периферійному вінці шарошки; dШ= 0, 1651/1, 6=0, 103; Отже: Визначимо значення розрахункової частоти обертання: (2.53) Аналізуючи отримане значення частоти обертання долота і коли воно більше за необхідне для буріння роторним способом для шарошкових доліт, то приймаємо з врахуванням глибини буріння: n = 60 хв, w= 6, 28 с− для буріння свердловини глибиною більше 2500 м; Таблиця 2.11 – Характеристика ротора Р− 560
3.Проектуємо витрату промивної рідини. Витрату промивної рідини вибирають з двох умов: а) з умови очищення вибою свердловини від вибуреної породи Q1 = qo F (2.54) де qо - питома витрата промивальної рідини, м/с; Fвиб - площа вибою свердловини, м2 Приймаємо qo = 0, 4 м/с для роторного способу буріння. Q м3/с б) з умови транспортування шламу в кільцевому просторі Q2 = V (2.55) де V - швидкість руху рідини в кільцевому просторі, приймемо V = 1 м/с F - площа кільцевого простору, м2. Площу кільцевого простору в необсаженій частині визначаємо за формулою: F (2.56) F м2. Звідси за формулою (2.55) знаходимо, що Q м3/с. Площу кільцевого простору в обсаженій частині визначаємо за формулою: F (2.57) F м2. Звідси за формулою (2.55) знаходимо, що Q´ м3/с. За розрахованими значеннями вибираємо насос У8-6МА2 з теоретичною подачею 18.9 л/с, діаметром втулок 130 мм і максимальним тиском 25 МПа характеристика якого приведена в таблиці 2.12. Таблиця 2.12 – Технічна характеристика насосу У8-6МА2.
Визначимо фактичне значення QФ: QФ= QТ·КН (2.58) де КН – коефіцієнт наповнення насоса. Приймаємо КН=0, 9 QФ= 18.9·0, 9=17.01 л/с 4. Приведемо можливість реалізації режимних параметрів (G, w, Q) З попередніх розрахунків маємо: G=120 кН; w= 6, 28 c; Q = 0, 01701 м/c; Перевірка осьового навантаження Gд та швидкості обертання проводиться за крутним моментом, який не повинен перевищувати момент, що передається ротору і не створювати небезпечних напружень в бурильній колоні. , (2.59) де – крутний момент, який передається бурильній колоні, ; – момент, який передається ротору, . , (2.60) де – момент на долоті, ; – момент, необхідний на холосте обертання бурильної колони, . , (2.61) де – питомий момент на одиницю навантаження, м; – момент, який не залежить від осьового навантаження. Для шарошкових доліт питомий момент можна знайти за формулою: , (2.62) де – емпіричний коефіцієнт, який залежить від типу доліт (приймаємо а0=0, 5). Для шарошкових доліт з герметизованими опорами наближено знаходимо за формулою: (2.63) Приймаємо М0 =743 Н·м За формулою (2.60): Момент на холосте обертання бурильної колони знаходимо за формулою (2.20): За формулою (2.59): Для перевірки можливості реалізації потрібного моменту необхідно одержане значення порівняти з моментом, який може створити ротор: , (2.64) де – паспортне значення моменту, який передається на ротор; (2.65) – момент, який витрачається на подолання опорів в наземній системі передач від двигуна до ведучої труби. де – дослідні коефіцієнти; – при приводі ротора через лебідку; – при приводі ротора через редуктор. . За формулою (2.64): Таким чином: Мкр< Мр. Це свідчить про те, що режимні параметри GД, ω забезпечені. Для перевірки реалізації витрат промивальної рідини необхідно провести гідравлічний розрахунок. Для цього визначаємо гідравлічні витрати тиску в елементах циркуляційної системи. , (2.66) де – сумарні гідравлічні втрати тиску в циркуляційній системі, Па; – втрати тиску в бурильних трубах, Па; – втрати тиску в кільцевому просторі за бурильними трубами, Па; – втрати тиску в замках і муфтах (для труб і кільцевого простору), Па; – втрати тиску в ОБТ, Па; – втрати тиску в кільцевому просторі за ОБТ, Па; – втрати тиску в наземній обв'язці (стояку, буровому шланзі, ведучій трубі, вертлюзі), Па; – втрати тиску в долоті, Па. Для зручності проведення розрахунків складемо таблицю, яка відображатиме геометричні розміри бурильної колони, яка використовується в інтервалі буріння під експлуатаційну колону. Таблиця 2.13 – Геометричні параметри бурильної колони
На рисунку 2.4 приведена бурильна колона, на кінець буріння під експлуатаційну колону, склад якої відповідає таблиці 2.13.
|