Расчёт параметров режима бурения
Расчёт диаметра БТ и УБТ
При бурении проектируемой скважины будут использоваться бурильные трубы диаметром 85,0 мм описанные более подробно представлено выше, так как они соответствуют бурильной установке УБВ-218.
Расчёт осевой нагрузки
Осевая нагрузка на коронку рассчитывается по формуле:
Твердосплавная коронка: ребристая М5-93 (внутренний диаметр 55мм, наружный диаметр 93 мм, число резцов 16, масса 1,05 кг).
Р=Руд*m, (даН)
Где:
Руд - число резцов коронки;
m – масса самой коронки.
Р=16*55=880 даН
Осевая нагрузка на долото рассчитывается по формуле:
Значение осевой нагрузки на долото зависит от удельной нагрузки на 1 см2 долота и его диаметра:
P = q * Dдол; (Н)
q – значение удельной нагрузки [Н/см]. Так как водоносный горизонт сложен породами 3-ей категории по буримости, то q = 200 (Н/см), диаметр трех шарошечного долота 190,5 мм. Расчет производится к каждому интервалу бурения по литологическому разрезу сверху вниз.
Осевая нагрузка на долото под направляющую трубу устанавливаемую в глинах с включением галечника, так как пласт имеет 4-ую категорию по буримости, то q = 100 (Н/см):
P1= 100∙30,48= 6098 Н
Осевая нагрузка на долото под эксплуатационную колонну:
P2=200∙25,4= 5080Н
P3=200∙19,05= 3810Н
Расчёт частоты вращения
Частота вращения бурового снаряда для коронок:
где 
- окружная скорость для твердосплавной коронки (0,8-2) м/с; Dср- наружный и внутренний диаметр коронки, м. где Dc – средний диаметр коронки ((D+d)/2).
|
|
|
Dc = (93+55)/2 = 74 (мм).
об/мин.
Частота вращения долота под фильтр:
Значения частот вращения долота зависит от его диаметра и окружной скорости вращения Vокр.,(м/с). Рекомендуемая окружная скорость 1,2-0,8 (м/с). рекомендуемые значения скоростей взяты из таблицы по книге Михайловой.
n = 
; (об./мин.).
Частота вращения долота под эксплуатационную колонну:
Расчёт расхода бурового раствора
Расчет расхода бурового раствора для твердосплавных коронок вычисляется по формуле:
Где R – удельный расход промывочной жидкости на 1 мм диаметра коронки (л/мин*мм), возьму из таблицы, где для резцовых коронок он равен 0,6-0,8 л/мин*мм.
л/мин = 0,82 м3/c.
Расчет расхода бурового раствора для долот вычисляется по формуле:
Где: К – Коэффициент неравномерности потока по скважине (К=1,15)
d – Наружный диаметр бурильных труб, м;
D – Диаметр долота, м;
V – Скорость восходящего потока бурового раствора в кольцевом пространстве (зависит от категории буримости I-III кат.-0,6-0,8 м/сек; IV-V кат.-0,6-1,0 м/сек;VIII-IX кат-0,4-0,8 м/сек).Берем маленькую скорость, так как чтобы не было вымывания мягких пород из скважины.
|
|
|
Расчет расхода для бурения фильтровой части скважины
м3/c.
Расчет расхода для бурения сухих песков и плотных глин:
м3 /с.
Расчет расхода бурового раствора при бурении под направляющую трубу:
м3/с.
Расчет оснастки талевой системы
Число бурильных труб:
n = 
≈ 17;
Длина бурильных труб:
;
Где 
– это длина одной бурильной трубы, м;
Расчет веса снаряда
Где:
gбт – вес 1 м бурильной трубы;
g – ускорение свободного падения;
– длина бурильных труб;
(Н).
Расчет количества подвижных ветвей талевой системы:
Где:
G – вес снаряда;
Pл – грузоподъемность лебедки;
nc – КПД талевой системы - 0,8;
Pл = 196 000 Н;
Соответственно, талевая система должна быть оснащена одной подвижной ветвью. Будет использована схема 2×3.
Расчет давления нагнетания
Все расчеты произведены для конечного диаметра долота (d=190,5 мм).
Где:
K- коэффициент запаса (1,3);
P1 – давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости внутри колонны БТ;
Р2 – давление в соединениях БТ;
Р3 – давление на долоте;
Р4 - давление в кольцевом пространстве БТ.
Где:
𝜆 – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений;
V1 – скорость внутри БТ;
|
|
|
Dэ – внутренний диаметр БТ.
Где: Kш – гидравлическая шероховатость (зависит от износа БТ), Кш = 5* 
, Re – число Рейнольца.
, где v – кинематическая вязкость ( 
).
Скорость внутри БТ:
(м/с)
(м/с)
;
(МПа)
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в соединениях БТ:
Где: 𝜀 – безразмерный коэффициент местного сопротивления; n – количество бурильных труб (= 18).
Где: d1 – внутренний диаметр БТ; d0 – диаметр в соединении.
;
(МПа)
Давление на преодоление гидравлического сопротивления при движении жидкости на долоте:
P3 = 0,02 (МПа)
Давление на преодоление гидравлического сопротивления при движении жидкости в кольцевом пространстве БТ:
;
;
;
;
(м/с)
(м/с)
;
;
(МПа)
Расчет давления нагнетания
P = 1,3*( 0,28 + 0,04 + 0,02 + 0,06) = 0, 39 (МПа)
Определение мощности бурового агрегата
Выбрана буровая установка УБВ - 218. Ее мощность составляет 180 кВт.
(кВт)
Где: Nз – мощность на забое, кВт;
Nт – мощность вращения бурильных труб, кВт;
Nн - мощность насоса, кВт;
Nст – мощность в трансмиссии буровых узлов, кВт;
Мощность на забое
, кВт
Где: P – осевая нагрузка на долото, Н;
n – частота вращения, об/мин;
, кВт
|
|
|
Мощность холостого вращения
, кВт
Где: 
– коэффициент, учитывающий влияние промывочной жидкости ( = 1,2 для глинистого раствора);
– коэффициент, учитывающий особенности стенок ствола скважины ( 
= 1 - монолитные);
– коэффициент, учитывающий материал труб ( = 1 – сталь);
– коэффициент, учитывающий соединение БТ ( = 2 - замковое);
– коэффициент, учитывающий кривизну бурильных труб ( = 1);
q – масса 1 м БТ;
E – модуль упругости материала (для стали 2* 
Па);
I – осевой момент инерции:
Где: d – внешний диаметр БТ;
– внутренний диаметр БТ;
;
;
Где: D – диаметр долота;
d – наружный диаметр БТ.
;
(кВт).
Расчет мощности в трансмиссии буровых узлов
, кВт
– мощность двигателя бурового станка, кВт
(кВт);
Расчет мощности насоса
,кВт
Где: Q – расход бурового раствора, л/сут;
P – осевая нагрузка на долото, Н;
nн = 0,8 Н/см.
кВт;
Мощность вращения БТ
Где: Nхв – мощность холостого вращения БТ, кВт;
Nдоп – мощность вращения сжатой части БТ, кВт;
Мощность вращения сжатой части БТ
, кВт
кВт.
кВт;
Мощность бурового агрегата
кВт;
Мощность выбранной буровой установки УБВ - 218 составляет 180 кВт. Так как она превышает рассчитанную мощность, то выбранная установка подходит для бурения при таких исходных данных.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 47; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!