Приклади розв’язування задач 5 страница

Оскільки, швидкість витікання промивальної рідини з отворів долота більше ніж 80 м/с, то даний інтервал можна бурити долотами з боковою гідромоніторною системою промивання.

Визначимо сумарну площу насадок гідромоніторного долота

Визначимо діаметр насадок долота.

Беремо три насадки n=3

Беремо три насадки діаметром 10 мм.

Визначимо фактичні втрати тиску в долоті та швидкість витікання промивальної рідини з насадок долота:

Таким чином, для буріння інтервалу 2000 – 3200м гвинтовим вибійним двигуном Д5-172 запроектовані такі параметрами режиму буріння (таблиця 3.17)

Таблиця 3.17 - Параметри режиму буріння

Задача 3.4 Розрахувати параметри режиму буріння при бурінні електробуром для таких вихідних даних:

- інтервал буріння – 2000–3300м;

- типорозмір долота – ДР 214,3СТ1;

- довжина проміжної колони – 2000 м;

- внутрішній діаметр проміжної колони – 224,5 мм;

- об’ємний коефіцієнт кавернометрії – 1,04;

- зовнішній діаметр бурильних труб – 127 мм;

- внутрішній діаметр бурильних труб – 108,6 мм;

- бурильні труби типу ТБПНЕ;

- розміри двожильного кабелю для електробуріння – 22,8х40мм;

- зовнішній діаметр контактної муфти (стержня) двожильного кабелю – 60мм

- зовнішній діаметр обважнених бурильних труб – 178мм;

- внутрішній діаметр обважнених бурильних труб – 80мм;

- густина промивальної рідини – 1080 кг/м³;

- твердість гірської породи за штампом – 600 МПа;

- пластична в’язкість промивальної рідини – 0,015 Па•с;

- динамічне напруження промивальної рідини – 3 Па;

- свердловина вертикальна.

Розв’язування:

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

За питомим навантаженням:

Нижня межа

Верхня межа

За твердістю та площею контакту:

Для алмазного долота ДР 214,3СТ1 контактна площа становить 215 мм²;

Розраховане значення осьового навантаження на долото порівняємо з допустимим. Приймаємо осьове навантаження на долото 80 кН

Визначаємо швидкість обертання долота

.

Визначаємо витрату промивальної рідини з умови очищення вибою та виносу шламу

,

.

Вибираємо найбільше значення витрати (0,0242 м³/с), яке узгоджується з технічною характеристикою бурового насоса УНБ-600 бурової установки «БУ-4000Є1». Беремо діаметр циліндрових втулок 150мм. При цьому теоретична витрата насоса становить 0,0275 м³/с, а максимальний тиск 19,0 МПа.

Фактична витрата становить:

Вибираємо електробур Э185-8Р, який має таку характеристику:

Частота обертання – 240об/хв;

Номінальний крутний момент – 2940 Нм;

Потужність – 70 кВт;

Довжина – 14,4 м;

Маса – 2300 кг;

Номінальна напруга – 1100В;

Номінальний струм – 90А.

Таким чином, запроектовані такі режимні параметри:

Осьове навантаження на долото – 80 кН;

Швидкість обертання долота – 25,12 с^-1;

Витрата промивальної рідини – 0,02475м³/с

Перевіримо можливість реалізації вибраних параметрів режиму буріння.

Осьове навантаження на долото і швидкість обертання перевіримо за моментом

Для алмазних доліт

Для алмазних доліт питомий момент у 1,5-2,0 рази більший, ніж для шарошкових.

20–30

Момент на тертя в опорі

Сумарний момент

Порівняємо отриману величину моменту з номінальним, який створює електробур.

Оскільки, , то електробур є недовантажений. Наслідком може бути зменшення коефіцієнта використання потужності.

Визначимо коефіцієнт використання потужності

Отримана величина близька до одиниці. Це означає, що запроектовані осьове навантаження на долото та швидкість обертання долота можна залишити без змін, при цьому буде невеликий резерв підвищення навантаження на долото.

Визначимо допустиме навантаження на долото з умови рівності моментів.

Оскільки

то беремо знак мінус.

Отже, у даному випадку резерв збільшення осьового навантаження на долото невеликий.

Перевіримо можливість реалізації витрати промивальної рідини.

Для цього визначимо гідравлічні втрати тиску в елементах циркуляційної системи аналогічно, як при роторному способі буріння. Проте, втрати тиску в бурильних і обважнених трубах, бурильних замках а також у ведучій трубі необхідно визначити як для кільцевого простору, оскільки всередині них знаходиться двожильний кабель.

Визначимо втрати тиску в бурильних трубах.

У бурильних трубах знаходиться двожильний кабель, розміром 22,8х40мм.

Визначимо еквівалентний діаметр кабелю

Приймаємо еквівалентний діаметр кабелю 34мм

(15920,2>7199,8), режим руху промивальної рідини в бурильних трубах турбулентний.

Беремо довжину ОБТ 72 м

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі у відкритому стволі (необсадженому інтервалі)

(6571,4<8566,5), режим руху ламінарний.

За графіком

Визначимо втрати тиску у кільцевому просторі у закріпленому інтервалі (на довжині проміжної колони)

(6458,4<9056,9)

Отже, режим руху ламінарний.

За графіком

Загальні втрати тиску в кільцевому просторі становлять:

Визначимо втрати тиску від бурильних замків всередині бурильної колони.

де - внутрішній діаметр замка

зовнішній діаметр контактної муфти (ніпеля) двожильного кабелю.

Визначимо втрати тиску від бурильних замків у кільцевому просторі на довжині відкритого ствола

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

Загальні втрати тиску в бурильних замках

Визначимо втрати тиску в обважнених бурильних трубах

(19905,1>5010,5), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за обважненими бурильними трубами

(5724,5>4614), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску в кільцевому просторі за електробуром

(5624,9>4117,8), режим руху турбулентний.

Визначимо втрати тиску в 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, ;

Треба мати на увазі, що всередині ведучої труби знаходиться двожильний кабель. Тому втрати тиску в ній будуть більшими. Збільшення втрат тиску у ведучій трубі визначимо через коефіцієнт збільшення втрат тиску (к=1,3).

Тоді

Загальні втрати тиску в елементах циркуляційної системи без втрат в долоті.

Визначимо фактичні втрати тиску в долоті за формулою

Резерв тиску, який можна реалізувати в долоті визначимо за формулою

Визначимо швидкість витікання промивальної рідини з отворів долота

Оскільки, швидкість витікання промивальної рідини з отворів долота більше ніж 80 м/с, то даний інтервал можна бурити долотами з боковою гідромоніторною системою промивання (твердосплавні, полікристалічні, шарошкові).

Проте, у нашому прикладі запроектоване алмазне долото зі звичайною, а не гідромоніторною системою промивання.

Якщо використовують долота з боковою гідромоніторною системою промивання, то поступають таким чином.

Визначимо сумарну площу насадок гідромоніторного долота

Визначимо діаметр насадок долота.

Беремо три насадки n=3

Беремо дві насадки діаметром 11 мм та одну насадку діаметром 12 мм.

Визначимо фактичні втрати тиску в долоті та швидкість витікання промивальної рідини з насадок долота:

Визначимо вихідну напругу трансформатора

Отримане значення необхідно порівняти з допустимою напругою ізоляції (паспортними даними).

Результати розрахунків зводимо в таблицю 3.18.

Таблиця 3. 18 - Параметри режиму буріння

3.6 Задачі для самостійного розв’язування:

Задача 3.5 Розрахувати параметри режиму буріння при роторному способі для таких вихідних даних:

- інтервал буріння – 3000 – 4500 м;

- типорозмір долота – 215,9 К – ГНУ;

- довжина (глибина) проміжної колони – 3000 м;

- зовнішній діаметр проміжної колони – 224,5 мм;

- об’ємний коефіцієнт кавернометрії – 1,07;

- зовнішній діаметр бурильних труб – 127 мм;

- товщина стінки бурильних труб – 12,7 мм;

- бурильні труби типу ТБПН;

- густина промивальної рідини – 1150 кг/м³;

- пластична в’язкість промивальної рідини – 0,018 Па•с;

- динамічне напруження промивальної рідини – 6 Па;

- зовнішній діаметр обважнених бурильних труб – 178мм;

- внутрішній діаметр обважнених бурильних труб – 80мм;

- твердість гірської породи за штампом – 1900 МПа;

- свердловина вертикальна;

- Бурова установка – БУ5000/320 ДГУ-1.

Задача 3.6 Розрахувати параметри режиму буріння турбінним способом при таких вихідних даних:

- інтервал буріння – 2100 – 3000 м;

- типорозмір долота – ДК 267,5 С;

- довжина проміжної колони – 2100 м;

- внутрішній діаметр проміжної колони – 301,9 мм;

- об’ємний коефіцієнт кавернометрії – 1,12;

- зовнішній діаметр бурильних труб – 139,7 мм;

- товщина стінки бурильних труб – 10,5 мм;

- бурильні труби типу ТБПК;

- зовнішній діаметр обважнених бурильних труб – 203мм;

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 101; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!