Приклади розв’язування задач 4 страница

Запроектовані параметри режиму такі:

Перевіримо можливість реалізації запроектованих параметрів режиму буріння.

Турбобур недовантажений.

Це призведе до збільшення швидкості обертання. Перевіримо, чи швидкість обертання не вийде за межі допустимої (39,25с^-1).

Швидкість обертання не перевищує максимально допустиму, тому вибране навантаження на долото залишаємо без змін.

Перевіримо витрату промивальної рідини. Для цього визначимо гідравлічні втрати тиску в елементах циркуляційної системи.

Бурильні труби

Отримані значення швидкості витікання рідини з отворів долота більше ніж рекомендоване 116,8 м/с>80 м/с. тому можна використовувати гідромоніторні долота. Визначимо сумарну площу насадок долота

Визначимо діаметр насадок долота.

Беремо три насадки n=3

Беремо діаметр насадки 11 мм.

Фактичні втрати тиску в долоті становитимуть:

Фактична швидкість витікання промивальної рідини з насадок долота

Таким чином, при буріння інтервалу 1800 – 2800м доцільно застосовувати редукторний турбобур, який дає можливість використовувати гідромоніторні долота з такими параметрами режиму буріння (таблиця 3.15)

Таблиця 3.15 - Параметри режиму буріння

Задача 3.3 Розрахувати параметри режиму буріння при бурінні гвинтовим вибійним двигуном для таких вихідних даних:

- інтервал буріння – 2000 – 3200 м;

- типорозмір долота – 190,5 СЗ – ГНУ;

- довжина проміжної колони – 2000 м;

- внутрішній діаметр проміжної колони – 198,7 мм;

- об’ємний коефіцієнт кавернометрії – 1,05;

- зовнішній діаметр бурильних труб типу ТБПН – 114,3 мм;

- товщина стінки бурильних труб – 10,9 мм;

- зовнішній діаметр обважнених бурильних труб – 146мм;

- внутрішній діаметр обважнених бурильних труб – 68мм;

- густина промивальної рідини – 1150 кг/м³;

- пластична в’язкість промивальної рідини – 0,02 Па•с;

- динамічне напруження промивальної рідини – 5 Па.

- твердість гірської породи за штампом – 800 МПа;

Розв’язування:

Визначаємо осьове навантаження на долото з умови об’ємного руйнування гірської породи.

За питомим навантаженням:

За твердістю та площею контакту:

Для долота 190,5СЗ контактна площа становить 180 мм²;

Допустиме (паспортне) навантаження на долото

Таким чином, вибираємо осьове навантаження на долото

Визначимо довжину обважнених бурильних труб, яка забезпечує таке осьове навантаження на долото:

;

Розраховане значення ОБТ заокруглюємо в більшу сторону до величини, яка кратна довжині свічки. .

Таким чином, довжина 146 мм обважнених бурильних труб становить .

Визначимо швидкість обертання долота з умови забезпечення необхідного часу контакту зуба долота з породою.

Визначимо витрату промивальної рідини з умови очищення вибою і транспортування шламу в кільцевому просторі.

Очищення вибою від шламу:

а) транспортування шламу у кільцевому просторі відкритого ствола:

б) транспортування шламу у кільцевому просторі закріпленого інтервалу:

З розрахованих значень вибираємо найбільше (0,0187 м³/с), яке узгоджуємо з технічною характеристикою бурового насоса НБТ-600-1.

Вибираємо один насос та діаметр циліндрових втулок 130мм. При цьому теоретична витрата становить 24,9 л/с, а тиск 21,6 МПа.

При коефіцієнті наповнення 0,8 необхідна витрата бурового насоса становитиме:

Беремо витрату 0,02 м³/с.

Вибираємо типорозмір гвинтового вибійного двигуна.

Враховуючи рекомендовані співвідношення діаметрів долота і вибійного двигуна (таблиця 3.10) вибираємо гвинтовий вибійний двигун типу Д5-172, який має таку технічну характеристику (таблиця 3.16)

Таблиця 3.16 - Стендова та приведена характеристика гвинтового вибійного двигуна Д5-172

Перерахуємо параметри гвинтового вибійного двигуна за формулами, а результати занесемо у таблицю 3.16.

Для гвинтових вибійних двигунів типу Д3-172; Д4-172; Д5-172, на основі промислових даних для перерахунку параметрів двигуна можна скористатися такими залежностями:

Порівнюючи дані, видно, що при витраті меншій ніж стендова, отримуємо дещо вищі значення моментів та тисків розраховані за формулами, які отримані на основі промислових даних, ніж моменти та тиски, розраховані за формулами з літературних джерел, а при витраті більшій ніж стендова дещо менші значення моментів та тисків. При швидкість обертання змінюється незначно.

У графі приведена характеристика (таблиця.3.16.), подані дані розраховані за формулами з літературних джерел, які є придатними для всіх типів гвинтових вибійних двигунів.

Таким чином, для буріння інтервалу 2000 – 3200м запроектованітакі режимні параметри:

Осьове навантаження на долото:

Швидкість обертання долота:

Витрата промивальної рідини:

Перевіримо можливість реалізації вибраних параметрів режиму буріння.

Осьове навантаження на долото і швидкість обертання перевіримо за моментом

М₀ = 4000·D_Д

М₀ = 4000·0,1905=762 Нм

Розрахований крутний момент менший ніж приведений у таблиці 3.16.

Оскільки , то збільшимо осьове навантаження на долото до рівності моментів за формулою:

Через те, що збільшення осьового навантаження незначне, (менше 10%), то в подальших розрахунках навантаження на долото залишаємо без змін (120кН), але при цьому визначимо фактичний тиск за формулою (3.41)

Цей тиск враховують у гідравлічному розрахунку циркуляційної системи.

Таким чином, моменту двигуна вистачає для руйнування породи.

Для перевірки реалізації витрати промивальної рідини визначимо гідравлічні втрати тиску в елементах циркуляційної системи.

Визначимо втрати тиску в бурильних трубах

(15839,2>8638,2), режим руху промивальної рідини турбулентний.

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за бурильними трубами в необсадженому інтервалі (інтервалі відкритого ствола)

(4731,1<7697,4), режим руху ламінарний.

За графіком

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за бурильними трубами на довжині проміжної колони

(4678,3<7978,9)

Отже, режим руху ламінарний.

За графіком

Загальні втрати тиску в кільцевому просторі становлять:

Визначимо втрати тиску від бурильних замків у відкритому стволі кільцевого простору

Визначимо втрати тиску від бурильних замків в кільцевому просторі в інтервалі проміжної колони.

Сумарні втрати тиску від бурильних замків у кільцевому просторі дорівнюють:

Визначимо втрати тиску в обважнених бурильних трубах

(21544,1>6675,6), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за обважненими бурильними трубами

(4294,8<5243,8)

Отже, режим руху ламінарний.

За графіком

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за гвинтовим вибійним двигуном

(3989,4>3414,6), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску в наземній обв’язці бурової:

Запроектуємо таку обв’язку:

Умовний діаметр стояка – 114 мм, ;

Діаметр прохідного отвору бурового шланга – 76 мм, ;

Діаметр прохідного отвору вертлюга – 75 мм, ;

Діаметр прохідного каналу ведучої труби – 74 мм, ;

Визначимо резерв тиску, який можна реалізувати в долоті

Визначимо швидкість витікання промивальної рідини з отворів долота

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 71; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!