Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 202
Скачиваний: 0
Значения а по интервалам приведены в табл. 23.
Т а б л и ц а |
2 3 |
Интервал |
0 -1 5 0 |
2 0 0 - 1 0 0 0 |
1000-1300 |
1300-2200 |
бурения, м |
||||
и , к гс/м м 2 |
2 5 |
5 0 |
7 5 |
100 |
Принимая, согласно данным табл. 23, а = 75 кгс/мм2 (породы
4категории твердости по данным табл. 1 приложения), получаем
^= 194-75 = 14600 кгс = 14,6 тс.
Согласно данным табл. 5 приложения, нагрузка на долото типа С в интервале 1000—1300 м должна быть
G2 = (300^-800) Da.
G2 = (300^-800) 29,5 = 9000-4-24000 кгс = 9-1-24 тс.
Согласно данным табл. 3 приложения, максимально допусти мая осевая нагрузка на долото диаметром 295 мм равна G3 = 40 тс.
При бурении электробуром соотношения между выбранной на грузкой G и определенными нагрузками должны быть таковы: G /> Gx; G <L G3; G ^ Ghom, где GH0M— номинальная осевая на грузка на электробур. Согласно данным табл. 25 приложения, для
электробура Э250/8 GH0M— 30 тс.
Принимаем нагрузку в интервале 1000—1300 м, равную примерно
16 тс.
П р и м е ч а н и е . Аналогично можно определить величины Gu |
G2, G3 и |
Ghom Дл я других интвервалов и в соответствии с этими величинами |
выбрать |
нагрузки G для отдельных интервалов и свести их в таблицу, как это было сде лано при бурении турбинным и роторным способами.
Определение скорости вращения долота
Скорость вращения вала электробура (скорость вращения до лота) определяют по формуле
?г = гс1(1 — S ) ,
где пг — скорость |
вращения |
магнитного поля |
статора двигателя |
||
электробура |
(так |
называемое |
синхронное число |
оборотов). |
|
|
|
«1 = 60-^ . |
|
|
|
/ — частота |
тока, |
равная 50 |
Гц; Р — число |
пар |
полюсов. Для |
Э250/8 Р = |
8. |
|
|
|
|
144
Следовательно,
ni —60 = 375 об/мин;
О
S — скольжение ротора относительно поля статора.
При изменении момента сопротивления на валу двигателя скольже ние ротора S также изменяется. В двигателях электробуров вели чина S при номинальной нагрузке составляет 0,08—0,12. Принимая S = 0,1, получаем
ra = 3 7 5 (l—0,1) = 347 об/мин.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РОТОРНОГО РЕЖИМА БУРЕНИЯ
Задача 85. Требуется разработать роторный режим бурения для проводки скважины на глубину 2400 м при следующих усло виях:
|
Диаметр |
Глубина |
Долото |
|
Конструкция скважины |
|
|||
долота, мм |
спуска, |
м |
диаметр, мм |
|
|
|
|
тип |
|
Направление........................ |
480 |
5 |
_ |
445 |
Кондуктор ............................ |
325 |
200 |
м |
|
Промежуточная колонна . . |
219 |
1900 |
м с * |
295 |
Эксплуатационная колонна |
|
|
0 ** |
|
146 |
2400 |
с |
190 |
|
*Бурение в интервале 200 —1000 м.
**Бурение в интервале 1000 —1900 м.
До глубины 1900 м предполагается бурить с использованием бурильных труб диаметром 140 мм с высаженными внутрь кон цами, с толщиной стенки 9 мм, а до проектной глубины — с исполь зованием труб диаметром 114 мм, с толщиной стенки 8 мм. Про ектируется под кондуктор и промежуточную колонну применять трубы УБТ длиной 100 м, диаметром 203 мм, а под эксплуатацион ную колонну — УБТ диаметром 146 мм, длиной 100 мм.
Удельный вес глинистого раствора изменяется следующим об разом:
Интервал, м |
0 -2 0 0 |
200 -1900 |
1900—2400 |
Угл. р, гс/см® |
1,15 |
1,25 |
1,4 |
Решение.
Определение количества промывочной жидкости и допустимой глубины бурения
Определим максимальную производительность буровых насосов при бурении с «нуля»
■ ? [ 7,5Аг]н
Q |
|
max — |
' А у г л , р |
|
10 Заказ 484 |
145 |
Значения букв, входящих в формулу, |
приведены в задаче 81. |
|||||||
N = 1040 |
л. с.; |
г|н = |
0,675; |
угл р = 1,15 |
гс/см3; |
|||
|
|
|
|
А = |
|
""Н^УБТ^у“Ь ®д- |
||
ам = |
340 • |
10~5 |
(см. |
табл. 21 |
приложения); |
|||
я у б т |
= 2,24 • 10'5 (см. табл. |
19 |
приложения); |
|||||
|
|
|
|
1,2 |
|
1,2 |
07Q . 1П -5 |
|
|
|
|
|
F2 |
|
212 |
1 6 |
1U ' |
F |
21 см2 (см. |
табл. 3 приложения). |
|
|||||
Тогда |
А = |
(340 + 2,24 • 100 + 273) 10'* = 737 • ЮЛ |
||||||
|
|
|
7,5 • 1040 • 0,6675 |
|
||||
|
|
|
|
У |
:85 л/с. |
|||
|
|
|
|
V |
737 • 10-5 . 1,15 |
|
||
Согласно характеристике насоса У8-4 (см. табл. 42 приложе ния), производительность 83,6 л/с можно получить, если на двух насосах будут поставлены цилиндровые втулки диаметром 185 мм при числе двойных ходов поршня в минуту 65 и коэффициенте по дачи а = 0,85. Допустимое давление на насосах 82 кгс/см2.
Определим допустимую глубину бурения £ доп при производи тельности насосов 83,6 л/с.
7,57УТ]н — ^Угл, р*?3
|
|
|
|
Т ' Д О П |
|
Byгл. р(13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения букв, входящих в формулу, |
приведены в задаче |
81. |
|||||||||
N = |
1040 |
л. с; |
т]н = |
0,675; |
|
г в. |
|
1,15 |
гс/см3; |
||
А = 737 • 10 |
I ГД. р |
||||||||||
|
|
|
|
В = атр + -j- + як, П* |
|
|
|
|
|
||
атр = |
610 |
• 10"8 |
(см. |
табл. |
17 |
приложения); а3 |
= |
2,2 • 10"5 |
(см. |
||
табл. |
18 приложения); / = |
10 |
м — длина |
одной |
бурильной |
трубы |
|||||
в м; |
ак п = 2,9 -10"8 |
(см. табл. 16 приложения). Следовательно, |
|||||||||
|
В = (б10.10-3 + -^- + |
2,9-10-3) 10-Б= 833,6 -Ю'8. |
|
|
|||||||
Тогда |
|
7,5 |
• 1040 • 0,675-737 • 10~5 • 1,15 • 83,63 _ |
га |
|
|
|||||
|
|
-'доп |
|
|
|||||||
|
|
|
833,6 -10-8-1,15- 83,6» |
|
|
М |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для увеличения глубины бурения необходимо уменьшить про изводительность насосов путем уменьшения количества двойных ходов поршня в минуту или диаметра втулок. Принимая число двойных ходов поршня в минуту 60 при том же диаметре втулок, находим, согласно данным табл. 42, приложения/ производитель ность Q = 77,2 л/с. Тогда
г |
_ 7,5 • 1040 • 0,675 — 737 • 10-5 • 1,15 • 77,2з _ 0, п _ |
|
■Ьдоп |
833,6 - 10-8 -1,15 - 77,23 |
— 0 1U м. |
146
Принимаем L = 200 м, так как далее меняется удельный вес глинистого раствора на 1,25 гс/см3 и диаметр долота. Для новых условий определяем @тах по формуле
|
|
|
|
г) _1 V" |
7,5./Ут)н |
|
|
|
||
|
|
|
|
vmax |
у |
( A + BL) угл. р |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
А — а ы + а у в т ^ у + Яд- |
|
|
|
||
ам = |
340 • 10"5 |
(см. |
табл. |
21 |
приложения); |
аУБТ — 2,24 • |
10 |
|||
(см. табл. 19 |
приложения); |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ЙД |
1,2 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
'f2 |
172 - 4 1 4 -ЮЛ |
|
|
|||
Согласно |
данным |
табл. 3 приложения, |
F = |
17 см2. |
|
|||||
|
|
А = |
(340 + |
2,24 • 100 + 414) 10'8 = 978 • 1Q-8. |
|
|||||
|
|
|
|
|
В — «тр + |
+ а к . п |
|
|
|
|
атр = |
610 • 10“8 (см. табл. |
17 |
приложения); а3 = 2,2 • 10-8 |
(см. |
||||||
табл. |
18 приложения); ак п = 35 • 10“8 (см. |
табл. 16 приложения). |
||||||||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В = 610 • 10-»+ 2’2^°~5 + 35 • 10-« = 865 • 10-8. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
ю |
1 |
|
|
|
Приняв L = |
200 |
м, |
получим |
|
|
|
||||
|
|
|
■ V |
|
7,5-1040-0,675 |
|
=66 л/с. |
|
||
|
|
|
(978 + 865 • 10"3 • 200) Ю’ 8 • 1,25 |
|
||||||
Определим минимальное значение производительности насосов для выноса частиц выбуренной породы на поверхность.
|
|
(?min = 0,785-103 (D^— D2) Vmin. |
В |
Значения букв, входящих в формулу, приведены в задаче 21. |
|
нашем |
примере D n = 295 мм, D = 140 мм. Принимая ymin = |
|
= |
1,1 м/с, |
находим |
(?min = 0,785« 103(0,2952 —0,1403) 1,1 = 58,4 л/с.
Фактическая производительность насосов Q должна быть
Qmnx^ Q (?min-
Согласно характеристике насоса У8-4 (см. табл. 42 приложения), производительность 64,2 л/с можно получить, если на двух насосах будут поставлены втулки диаметром 185 мм при числе двойных ходов поршня в минуту 50.
10* |
147 |
Определим допустимую глубину бурения при производительности насосов 64,2 л/с.
y |
7,5-/VY|h |
A yrpQ3 |
|
|
доп~ |
|
• |
7,5 |
• Ю40 • 0,675—978 • IO-5 • 1,25 • 64,23 |
||
£ д о п - |
865-IQ-8 -1,25-64,2® |
■360 м. |
|
|
|||
Для увеличения глубины бурения принимаем диаметр втулок 170 мм. Согласно данным табл. 42 приложения, при числе двойных ходов поршня в минуту 50 производительность двух насосов равна 53,8 л/с, допустимое давление 95 кгс/см2. Тогда
г |
7,5 • 1040 • 0,675 —978 • 10~5 • 1,25 • 53,8® _ |
оппп |
■Ьдоп- |
865-IQ'8 -1,25-53,8® |
^иии м. |
Принимаем L — 1900 м, так как далее меняется удельный вес глинистого раствора, диаметр долота, диаметр УБТ и диаметр труб.
Для новых условий определим Qmax.
|
|
|
|
|
|
7,57Ут|н |
|
|
|
|
|
|
(А + BL) у г л . р |
|
|
|
|
|
|
Я унт/у о,д. |
ам = 340 • |
10-5 |
(см. табл. |
21 |
приложения); яУБТ = 8,0 • 10 5 |
||
(см. табл. 19 приложения); |
|
|
||||
|
|
а |
Д |
1,2 |
1 , 2 = 1200 • 10-5. |
|
|
|
|
Р2 |
102 |
||
F — 10 см2 |
(см. |
табл. 3 приложения). |
||||
|
А = |
(340 + 8,0 • 100 + |
1200) 10~5 = 2340 • 10'5. |
|||
|
|
|
|
В |
*тр + ^ + «к.п. |
|
агр = 1820 • 10 8 (см. табл. 17 приложения); а3 = 11,3 • 10 5 (см.
табл. 18 приложения); ак п = 520 • 10-8 (см. табл. 16 приложения).
В = (1820 • 10-3 + _|_ 520 • 10-3) 10-5 = 3470 • Ю'8.
Принимая L = |
1900 м, получаем |
|
|
|
-V- |
7,5 ■1040 • 0,675 |
|
= 34,7 л/с. |
|
(2340 -j- 3470 • 10-®. 1900) 10-8 |
. lj4 |
|||
|
Минимальное значение производительности насосов для выноса частиц выбуренной породы на поверхность равно
|
(?ш1п = 0,785 • 103 (Т)д— Z)2) vmin. |
|
Подставляя /)д = |
0,190 м ;/) = 0,114 м; nmin = |
1,1, м/с, опреде |
ляем |
|
|
<?min = |
0,785 • 10® (0,1902 - 0,1143) 1,1 = |
20 л/с. |
148