Файл: Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная.rtf

^-3 = 2,37∙10^-4 м².

Тогда P_Д=1,0·150·2,37·10^-4 = 36 кН.

Рассчитаем осевую нагрузку для интервала 2539-2846 м:

F_к= (0,2159/2)∙1,02∙1,5∙10^-3 = 3,573∙10^-4 м².

P_Д=1,0·150·3,573·10^-4 = 53,6 кН.

Для интервала 2846-3147 м осевая нагрузка будет равна:

F_к= (0,1651/2)∙0,98∙1,5∙10^-3 = 1,213∙10^-4 м².

P_Д=1,0·170·1,213·10^-4 = 20,6 кН.

Исходя из вышеприведенных расчетов и опираясь на опыт ранее пробуренных скважин на площади Северо-Прибрежная, принимаем осевые нагрузки на долото по интервалам бурения следующие:

интервал 0-649 м: 30-40 кН;

интервал 649-1027 м: 50-60 кН;

интервал 1027-2539 м: 30-40 кН;

интервал 2539-2846 м: 50-60 кН;

интервал 2846-3147 м: 20-30кН.

---

2.3.3 Расчёт частоты вращения долота

Эффективное разрушение горной породы при бурении происходит при условии, что время контакта рабочих элементов долота с породой было не меньше времени, которое необходимо для того, чтобы нагрузка достигла такой величины, которая необходима для разрушения породы.

Время контакта зуба долота с породой для шарошечных долот определяется шагом зуба и скоростью вращения долота.

Если время контакта будет меньше времени разрушения породы, то процесс деформации будет протекать неполностью, и разрушение будет носить усталостный характер, несмотря на то, что осевая нагрузка будет достаточной.

Частота вращения трёхшарошечного долота рассчитывается по трем показателям:

рекомендуемой линейной скорости на периферии долота;

продолжительности контакта зубьев долота с горной породой;

стойкости опор долота.

Расчёт частоты вращения долота по рекомендуемой линейной скорости на периферии долото определяется по формуле:
(2.17)
где n - частота вращения, об/мин;

D_Д - диаметр долота, м;

V_Л - рекомендуемая линейная скорость на периферии долота, м/с.

Рекомендуемая линейная скорость зависит от твёрдости пород:

для пород категории М V_Л = 2,8 3,4 м/с;

для пород категории МС V_Л = 1,8 2,8 м/с.

Рассчитываем частоту вращения долота при бурении под кондуктор:
об/мин.
Рассчитаем частоту вращения долота при бурении под промежуточную колонну:

---

об/мин.
Определим частоту вращения долота при бурении под потайную колонну:

об/мин.

Частота вращения долота при бурении под эксплуатационную скважину будет составлять:

об/мин.

Расчёт частоты вращения долото по стойкости опор проводится по формуле:
(2.18)
где α - коэффициент, учитывающий свойства горных пород (для пород категории М α = 0,7-0,9; для пород категории МС α = 0,6-0,8);

Т₀ -постоянная величина, характеризующая стойкость опоры долота, ч.

Т₀ определяется по формуле

Т₀ = 0,0935·D_Д (2.19)

где D_Д - диаметр долота, мм.

Таким образом, используя формулы 2.18 и 2.19 возможно определить частоту вращения долота для каждого интервала.

Для интервала 0-1027 м частота вращения будет составлять:
об/мин.
Частота вращения долота при бурении в интервале 1027-2539 м будет равна:

об/мин.
Для интервала бурения 2539-2846 частота вращения долота будет составлять:

об/мин.

Частота вращения долота при бурении в интервале 2846-3147 м будет равна:

об/мин.

Расчёт частоты вращения долота по минимальной продолжительности контакта зуба долота с породой (максимальная частота вращения) проводится по формуле:

---

(2.20)
где z - число зубьев на периферийном венце шарошки;

τ_min - минимальное время контакта зуба долота с породой, мкс;

для упруго-пластичных пород 5-7 мкс;

для пластичных пород 3-6 мкс.

d_Ш - диаметр шарошки, мм.

Отношение диаметра шарошки к диаметру долота d_Ш/D_Д обычно принимается равным 0,65.

Рассчитаем частоту вращения долота по формуле 2.20 для интервала 0-1027 м:

об/мин.

Частота вращения долота для интервала 1027-2539 м будет равна:

об/мин.

Для интервала 2539-2846 м частота вращения будет равна:

об/мин.

Частота вращения долота для интервала 2846-3147 м:

об/мин.

Исходя из того, что бурение в интервалах 0-649 м и 2539-3147 м будет проходить роторной компоновкой, а в интервале 649-2846 м с помощью винтового забойного двигателя, а также руководствуясь опытом бурения скважин на данной площади и технико-экономическими показателями, принимаем следующие наиболее оптимальные значения частоты вращения долота:

интервал 0-1027 м: 80-100 об/мин;

интервал 1027-2539 м: 100-120 об/мин;

интервал 2539-2846 м: 100-120 об/мин;

интервал 2846-3147 м: 100-120 об/мин.

При использовании расширителя (интервалы 2539-2846 м и 2846-3147 м) частоту вращения долота необходимо ограничивать в пределах 60-80 об/мин.
2.3.4 Выбор типа забойного двигателя

Основные требования к забойным двигателям:

---

диаметр забойного двигателя должен лежать в интервале 80 - 90% от D_Д;

расход промывочной жидкости должен быть близким к номинальному расходу забойного двигателя;

крутящий момент, развиваемый забойным двигателем, должен обеспечить эффективное разрушение горной породы на забое скважины;

забойный двигатель должен обеспечивать частоту вращения долота, находящуюся в пределах или не менее значений, необходимых для разрушения горных пород;

диаметр и жесткость гидравлического забойного двигателя должны соответствовать требованиям достижения заданной траектории ствола скважины;

подача насосов, при которой двигатель работает в заданном режиме, должна удовлетворять условиям промывки скважины.

Диаметр гидравлического двигателя рассчитывается по формуле:
D_Г = (0,8 0,9)D_Д (2.21)
где D_Г - диаметр гидравлического забойного двигателя, м;

D_Д - диаметр долота, м.

Момент, необходимый для разрушения горной породы рассчитывается по формуле:
М_Р = М_О + М_УД·G_О (2.22)
где М_Р - момент необходимый для разрушения горной породы, Н·м;

М_О - момент необходимый для вращения ненагруженного долота, Н·м;

М_УД

---