Приклади розв’язування задач 3 страница

Кільцевий простір за турбобуром:

(6052,4>3698,5), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску у наземній обв’язці циркуляційної системи.

Вибираємо такі елементи наземної обв’язки циркуляційної системи

Умовний діаметр стояка – 140 мм, ;

Діаметр прохідного отвору бурового шланга – 90 мм, ;

Діаметр прохідного отвору вертлюга – 90 мм,

Діаметр прохідного каналу ведучої труби – 85 мм, ;

Визначимо резерв тиску, який можна реалізувати в долоті

Визначимо швидкість руху рідини у промивальних отворах долота:

Оскільки, швидкість витікання промивальної рідини з отворів долота менша ніж 80 м/с, то бурити інтервал 1800 – 2800м з використанням гідромоніторного ефекту не можна.

Визначимо, при бурінні якого інтервалу (до якої глибини) можна використовувати гідромоніторні долота. Для цього розв’яжемо обернену задачу. Задаємось швидкістю витікання з отворів долота і визначимо які втрати тиску будуть в долоті.

Визначимо допустиму довжину буріння, до якої можна використовувати гідромоніторний ефект.

Таким чином, в інтервалі 1800 – 2530 м можна бурити долотами з боковою гідромоніторною системою промивання.

Для буріння інтервалу 2530 – 2800м необхідно застосовувати долота з центральною системою промивання.

Визначимо діаметр насадок гідромоніторних доліт при бурінні інтервалу 1800 – 2530м.

Беремо три насадки (n=3)

Беремо дві насадки діаметром 13 мм і одну насадку діаметром 12 мм.

Фактичні втрати тиску в долоті становитимуть:

Фактична швидкість витікання з насадок долота

Таким чином, для буріння інтервалу 1800 – 2800м турбобуром А7ГТШ запроектовані такі режимні параметри (таблиця 3.12)

Таблиця 3.12 - Параметри режиму буріння

Для подальшого буріння інтервалу 2530 – 2800м долотами з боковою системою промивання необхідно зменшити витрату промивальної рідини.

Виберемо діаметр циліндрових втулок одного бурового насоса 150 мм. Тоді витрата промивальної рідини з коефіцієнтом наповнення 0,8 становитиме:

При цьому тиск насоса становить 19 МПа. Проте зменшення витрати спричиняє зменшення моменту на турбобурі і його може не вистачити для реалізації запроектованих параметрів режиму буріння.

Визначимо, який момент буде мати турбобур при витраті 0,021м³/с.

Визначимо момент, який витрачається при турбінному способі:

М₀ = 323,85 Нм

Турбобур перевантажений.

Для зменшення моменту зменшимо осьове навантаження на долото

Оскільки, то беремо верхні знаки (мінус)

Таке осьове навантаження більше ніж у два рази менше за мінімальне навантаження, необхідне для об’ємного руйнування гірської породи. Долото буде працювати в області втомного (а можливо поверхневого) руйнування.

Тому таке зменшення витрати промивальної рідини не доцільне. Отже, інтервал 2530 – 2800м необхідно бурити долотами з центральною системою промивання.

Одним із варіантів збільшення моменту турбобура, який забезпечує об’ємне руйнування гірської породи є збільшення витрати промивальної рідини.

Розглянемо такий варіант для даного прикладу.

Візьмемо два насоси У8 – 6МА2 і діаметр циліндрових втулок 140 мм.

При цьому витрата насоса становить 0,0227 м³/с, а тиск - 22,3 МПа.

Сумарна витрата з врахуванням коефіцієнта наповнення буде:

Проте, збільшення витрати призведе до збільшення швидкості обертання турбобура

Розрахована швидкість обертання не перевищує допустиму.

Перерахуємо решту параметрів аналогічно, як для витрати 0,03024 м³/с а результати зведемо в таблицю (3.13)

Таблиця 3.13 - Стендова (при роботі на воді) та приведена (при роботі на промивальній рідині густиною 1180 кг/м³) характеристика турбобура А7ГТШ

Визначимо момент на тертя в осьовій опорі турбобура

Визначимо момент, який витрачається при турбінному способі

М₀ = 1500·0,2159=323,85 Нм

Визначимо момент на тертя в осьовій опорі турбобура

Момент, необхідний для реалізації запроектованих параметрів режиму буріння, менший за приведений при витраті 0,03632 м³/с.

Це означає, що турбобур дещо недовантажений, що може призвести до збільшення швидкості обертання (більшої ніж 38 с^-1).

Тому перевіримо, чи не вийде швидкість обертання за межі допустимої (39,25 с^-1). Для цього визначимо швидкість за формулою:

Отже, швидкість обертання перевищує допустиму (40,93>39,25).

Для зниження швидкості обертання збільшимо навантаження на долото. Для цього визначимо навантаження на долото з умови нормальної роботи турбобура

Оскільки, то беремо верхні знаки (мінус)

Беремо осьове навантаження на долото 165 – 175 кН, яке не перевищує допустиме

Перевіримо можливість реалізації витрати промивальної рідини. Для цього визначимо сумарні гідравлічні втрати в елементах циркуляційної системи аналогічно, як при роторному способі, але з врахуванням втрат тиску в турбобурі .

Бурильні труби

Оскільки (27929,1>10037), то режим руху промивальної рідини в бурильних трубах турбулентний.

Визначимо довжину ОБТ

Розраховану довжину ОБТ заокруглюємо в більшу сторону до величини, яка кратна довжині свічки. ().

Тоді .

Кільцевий простір за бурильними трубами.

Незакріплений інтервал (відкритий ствол)

(8682,4<8919,4), режим руху ламінарний.

За графіком

Закріплений інтервал (інтервал проміжної колони)

(81649<10796,4)

Отже, режим руху ламінарний.

За графіком

Загальні втрати тиску в кільцевому просторі становлять:

Бурильні замки

Втрати тиску від бурильних замків у відкритому стволі кільцевого простору

Втрати тиску від бурильних замків в обсадженому інтервалі кільцевого простору:

Загальні втрати тиску від бурильних замків у кільцевому просторі дорівнюють:

Обважнені бурильні труби

(37912>7667,7), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску у кільцевому просторі за обважненими бурильними трубами

(7576,8>4903,7), режим руху турбулентний.

Кільцевий простір за турбобуром:

(7268,6>3698,5), режим руху турбулентний.

Наземна обв’язка циркуляційної системи.

Вибираємо такі елементи наземної обв’язки циркуляційної системи

Умовний діаметр стояка – 140 мм, ;

Діаметр прохідного отвору бурового шланга – 90 мм, ;

Діаметр прохідного отвору вертлюга – 90 мм,

Діаметр прохідного каналу ведучої труби – 85 мм, ;

Визначимо резерв тиску, який можна реалізувати в долоті

Знак «мінус» означає, що тиску насоса недостатньо для буріння інтервалу 1800 – 2800м при витраті 0,03632 м³/с.

Визначимо, який інтервал можна пробурити з витратою 0,03632 м³/с.

Визначимо втрати тиску у бурильних трубах у незакріпленому інтервалі

Це означає що бурити турбобуром інтервал 1800 – 2800м з витратою 0,03632 м³/с та гідромоніторними долотами не можна.

Визначимо допустиму довжину буріння при відсутності втрат тиску в долоті (Р_д=0).

Це означає, що при витраті 0,03632 м³/с гідравлічні втрати тиску в елементах циркуляційної системи при бурінні інтервалу 1800 – 2800м більші ніж тиск, який створює насос.

Таким чином, підвищення моменту турбобура збільшенням витрати призвело до збільшення гідравлічних втрат тиску в елементах циркуляційної системи, які перевищують тиск, який створює насос. Тому, такий варіант не можна застосовувати в даному випадку.

Інший варіант – це заміна типу турбобура. Розглянемо і такий варіант.

Виберемо редукторний турбобур ТРМ1-195Ш який має таку характеристику (таблиця 3.14)

Таблиця 3.14 - Стендова та приведена характеристика турбобура ТРМ1-195Ш

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 48; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!