Файл: Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 180
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- удельный момент долота, Н·м /кН;
GО - осевая нагрузка на долото в интервале бурения, кН.
Момент необходимый для вращения не нагруженного долота определяется по формуле:
МО == 550·Dд (2.23)
где DД - диаметр долота, м.
Удельный момент на долоте МУД определяется по формуле:
Муд = QОП + 120·Dд (2.24)
где Qоп - опытный коэффициент (Qоп = 1…2 Н·м/кН), для расчетов принимается Qоп = 2 Н·м/кН.
На основании вышеперечисленных формул производятся расчеты для выбора гидравлических забойных двигателей по интервалам бурения.
Для интервала 649-1027 м (бурение с набором зенитного угла) диаметр забойного двигателя будет равен:
DГ = (0,8
0,9)·0,3937 = 0,31496 0,3543м.
Исходя из опыта работ на площади Северо-Прибрежная, а также руководствуясь оптимальными технико-экономическими показателями бурения скважины диаметр забойного гидравлического двигателя принимается равным 0,240 м.
Тогда момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 393,7 мм равен:
МО = 550·0,3937 = 216,5 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,3937 = 49,24 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 216,5 + 49,24·60 = 3171 Н·м.
Определим диаметр забойного двигателя для интервала 1027-2539 м (бурение со стабилизацией зенитного угла):
D
Г = (0,8 0,9)·0,2953 = 0,2362 0,2658 м.
Руководствуясь высокими технико-экономическими показателями для бурения в интервале 1027-2539 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 240 мм.
Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм:
МО = 550·0,2953 = 162,4 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,2953 = 37,4 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 162,4 + 37,4·40 = 1659 Н·м.
Рассчитаем диаметр долота для интервала бурения 2539-2846 (бурение со стабилизацией зенитного угла под потайную колонну):
DГ = (0,8 0,9)·0,2159 = 0,1687 0,1943 м.
Для получения высоких технико-экономических показателей при бурении в интервале 2539-2846 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 172 мм.
Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм:
МО = 550·0,2159 = 118,7 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,2159 = 27,9 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 118,7 + 27,9·60 = 1792,7 Н·м.
Технические характеристики забойных двигателей, выбранных для применения при строительстве скважины, приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Технические характеристики забойных двигателей
2.3.5 Выбор компоновки и расчёт бурильной колонны
Бурильная колонна является связующим звеном между долотом, находящимся на забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности.
Компоновка бурильной колонны в общем случае включает в себя породоразрушающий инструмент, керноотборный инструмент, забойный двигатель, УБТ, маховики, калибраторы, центраторы, стабилизаторы, расширители, переводники, бурильные трубы и ведущую трубу.
Проектирование колонны бурильных труб (КБТ) заключается в выборе оптимального варианта из множества допустимых. За оптимальную КБТ принимается такая, вес которой минимален, и используются трубы низких групп прочности.
При создании нагрузки на долото частью веса бурильной колонны, нижняя часть бурильной колонны сжата, верхняя растянута, так что наибольшие сжимающие нагрузки действуют в самом нижнем сечении колонны. На некотором расстоянии от забоя располагается нейтральное сечение.
Если всю нагрузку на долото создавать лишь весом бурильных труб, то изгибающие напряжения могут достигать значительных величин, особенно в местах кавернообразований, и представлять опасность для целостности труб, герметичности резьбовых соединений и т.д. Поэтому следует увеличить продольную жесткость низа колонны, путем резкого увеличения диаметра и толщины стенок на этом участке. Такими трубами являются утяжеленные бурильные трубы.
Применением утяжеленных бурильных труб достигается:
передача достаточно большой нагрузки на долото при малой длине УБТ;
увеличение осевого момента инерции и осевого момента сопротивления;
снижение прогиба и напряжения от продольного изгиба.
При применении УБТ в компоновке низа бурильной колонны благодаря большой жесткости предупреждается резкое искривление ствола скважины.
Расчет бурильной колонны производится согласно действующей инструкции и включает расчет УБТ, непосредственно бурильных труб, замковых соединений, допустимых избыточных наружных и внутренних давлений очистного агента, а также максимальной глубины спуска колонны на клиновых захватах в соответствии с принятой конструкцией и запроектированными параметрами режима бурения.
Бурение интервала 0-649 м осуществляется долотом, диаметр которого равен 393,7 мм. В соответствии с принятыми условиями бурения и диаметре долота 393,7 мм принимаем наружный диаметр Д01 основной ступени УБТ - 178 мм. Выбираем УБТС 178 90 со следующими характеристиками: диаметр внутренний d01 равен 90 мм, вес 1 п.м. трубы q01 = 1,56 кН; длина трубы 12 м.
Жесткость на изгиб основной ступени УБТ должна быть не меньше жесткости обсадной колонны, под которую ведется бурение, в противном случае при спуске обсадной колонны возможны посадки. Так как УБТ и трубы обсадной колонны стальные, то соответствие по жесткости определим по формуле [11]:
(2.25)
где ДОК - наружный диаметр обсадной колонны, мм;
δОК - толщина стенки обсадной колонны, мм.
Тогда
, т.е. 0,549 ≥ 0,4944 - условие соблюдается.
Для обеспечения плавного перехода по жесткости от УБТ и КБТ должно выполняться следующее условие [11]:
(2.26)
где ДОП - диаметр последней ступени УБТ, мм; Д1 - диаметр бурильных труб первой секции, мм.
Наружный диаметр бурильных труб первой секции Д1 принимается в соответствии со способом бурения и диаметром обсадных труб для обеспечения оптимальных гидравлических соотношений и определяется согласно рекомендациям: Д1=127 мм
.
Условие плавного перехода по жесткости (2.26) между УБТ и КБТ не выполняется, поэтому компоновка УБТ должна быть ступенчатой. При переходе между ступенями УБТ должно быть удовлетворено условие[11]:
GО - осевая нагрузка на долото в интервале бурения, кН.
Момент необходимый для вращения не нагруженного долота определяется по формуле:
МО == 550·Dд (2.23)
где DД - диаметр долота, м.
Удельный момент на долоте МУД определяется по формуле:
Муд = QОП + 120·Dд (2.24)
где Qоп - опытный коэффициент (Qоп = 1…2 Н·м/кН), для расчетов принимается Qоп = 2 Н·м/кН.
На основании вышеперечисленных формул производятся расчеты для выбора гидравлических забойных двигателей по интервалам бурения.
Для интервала 649-1027 м (бурение с набором зенитного угла) диаметр забойного двигателя будет равен:
DГ = (0,8
0,9)·0,3937 = 0,31496 0,3543м.Исходя из опыта работ на площади Северо-Прибрежная, а также руководствуясь оптимальными технико-экономическими показателями бурения скважины диаметр забойного гидравлического двигателя принимается равным 0,240 м.
Тогда момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 393,7 мм равен:
МО = 550·0,3937 = 216,5 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,3937 = 49,24 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 216,5 + 49,24·60 = 3171 Н·м.
Определим диаметр забойного двигателя для интервала 1027-2539 м (бурение со стабилизацией зенитного угла):
D
Г = (0,8
0,9)·0,2953 = 0,2362 0,2658 м.Руководствуясь высокими технико-экономическими показателями для бурения в интервале 1027-2539 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 240 мм.
Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм:
МО = 550·0,2953 = 162,4 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,2953 = 37,4 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 162,4 + 37,4·40 = 1659 Н·м.
Рассчитаем диаметр долота для интервала бурения 2539-2846 (бурение со стабилизацией зенитного угла под потайную колонну):
DГ = (0,8
0,9)·0,2159 = 0,1687 0,1943 м.Для получения высоких технико-экономических показателей при бурении в интервале 2539-2846 м выбираем забойный двигатель иностранного производства “Trudrill” с диаметром 172 мм.
Определим момент необходимый для вращения не нагруженного долота диаметром 295,3 мм:
МО = 550·0,2159 = 118,7 Н·м.
Удельный момент на долоте 295,3 мм. равен:
МУД = 2 + 120·0,2159 = 27,9 Н·м.
Необходимый момент для разрушения горных пород равен:
МР = 118,7 + 27,9·60 = 1792,7 Н·м.
Технические характеристики забойных двигателей, выбранных для применения при строительстве скважины, приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Технические характеристики забойных двигателей
| Параметры | Шифр двигателя | ||
| | Д1-240 | Trudrill | |
| | | 240 | 172 |
| Расход жидкости, л/с Крутящий момент, кН·м Частота вращения, об/мин Перепад давления, МПа Длина, м Масса, кг Наружный диаметр, мм | 50 10 135 6,8 7,57 1746 240 | 51 4,55 200 4,34 7,9 3790 238 | 40 6,41 105 3,32 6,7 3480 171 |
2.3.5 Выбор компоновки и расчёт бурильной колонны
Бурильная колонна является связующим звеном между долотом, находящимся на забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности.
Компоновка бурильной колонны в общем случае включает в себя породоразрушающий инструмент, керноотборный инструмент, забойный двигатель, УБТ, маховики, калибраторы, центраторы, стабилизаторы, расширители, переводники, бурильные трубы и ведущую трубу.
Проектирование колонны бурильных труб (КБТ) заключается в выборе оптимального варианта из множества допустимых. За оптимальную КБТ принимается такая, вес которой минимален, и используются трубы низких групп прочности.
При создании нагрузки на долото частью веса бурильной колонны, нижняя часть бурильной колонны сжата, верхняя растянута, так что наибольшие сжимающие нагрузки действуют в самом нижнем сечении колонны. На некотором расстоянии от забоя располагается нейтральное сечение.
Если всю нагрузку на долото создавать лишь весом бурильных труб, то изгибающие напряжения могут достигать значительных величин, особенно в местах кавернообразований, и представлять опасность для целостности труб, герметичности резьбовых соединений и т.д. Поэтому следует увеличить продольную жесткость низа колонны, путем резкого увеличения диаметра и толщины стенок на этом участке. Такими трубами являются утяжеленные бурильные трубы.
Применением утяжеленных бурильных труб достигается:
передача достаточно большой нагрузки на долото при малой длине УБТ;
увеличение осевого момента инерции и осевого момента сопротивления;
снижение прогиба и напряжения от продольного изгиба.
При применении УБТ в компоновке низа бурильной колонны благодаря большой жесткости предупреждается резкое искривление ствола скважины.
Расчет бурильной колонны производится согласно действующей инструкции и включает расчет УБТ, непосредственно бурильных труб, замковых соединений, допустимых избыточных наружных и внутренних давлений очистного агента, а также максимальной глубины спуска колонны на клиновых захватах в соответствии с принятой конструкцией и запроектированными параметрами режима бурения.
Бурение интервала 0-649 м осуществляется долотом, диаметр которого равен 393,7 мм. В соответствии с принятыми условиями бурения и диаметре долота 393,7 мм принимаем наружный диаметр Д01 основной ступени УБТ - 178 мм. Выбираем УБТС 178
90 со следующими характеристиками: диаметр внутренний d01 равен 90 мм, вес 1 п.м. трубы q01 = 1,56 кН; длина трубы 12 м.Жесткость на изгиб основной ступени УБТ должна быть не меньше жесткости обсадной колонны, под которую ведется бурение, в противном случае при спуске обсадной колонны возможны посадки. Так как УБТ и трубы обсадной колонны стальные, то соответствие по жесткости определим по формуле [11]:
(2.25)где ДОК - наружный диаметр обсадной колонны, мм;
δОК - толщина стенки обсадной колонны, мм.
Тогда
, т.е. 0,549 ≥ 0,4944 - условие соблюдается.Для обеспечения плавного перехода по жесткости от УБТ и КБТ должно выполняться следующее условие [11]:
(2.26)где ДОП - диаметр последней ступени УБТ, мм; Д1 - диаметр бурильных труб первой секции, мм.
Наружный диаметр бурильных труб первой секции Д1 принимается в соответствии со способом бурения и диаметром обсадных труб для обеспечения оптимальных гидравлических соотношений и определяется согласно рекомендациям: Д1=127 мм
. Условие плавного перехода по жесткости (2.26) между УБТ и КБТ не выполняется, поэтому компоновка УБТ должна быть ступенчатой. При переходе между ступенями УБТ должно быть удовлетворено условие[11]: