Файл: Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
h t мм
|
V |
о |
о.з < h < i,o
h < о,Б
Т а б л и ц а 4Ы
Зависимость Cf от h
0,50
0,23
0,16
Величина |
А |
может быть найдена по формуле |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
и _ |
ь ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
, |
/ |
|
|
|
п т |
|
|
|
|
■ |
см/мин; |
\ |
- ско |
|
п |
- |
механическая скорость |
бурения, |
||||||||||||
рость |
вращения долота, |
об/мин; |
|
т - |
число лопастей долота. |
||||||||||
|
Ориентировочные значения |
бсж пород приведены в |
табл.50. |
||||||||||||
|
6. |
|
При бурении алмазными долотами мощность на разруш |
||||||||||||
может быть определена по формуле |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
JVpajp= |
к |
F |
, |
КВТ |
, |
|
|
|
( 8 6 ) |
|
где |
к |
- |
удельное значение мощности при работе алмазных до |
||||||||||||
лот. По данным исследований, |
проведенных УфНИИ, к |
= 0,157 + |
|||||||||||||
0,170 |
квт/см2 |
[ i l ] |
; |
F - площадь забоя, см2 . |
|
|
|||||||||
|
При расчете мощности на разрушение породы при бескерно- |
||||||||||||||
воы бурении можно пользоваться также формулой, предложенной |
|||||||||||||||
С.Н. Таракановым, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
lVpajp = |
(3 |
+ 4) |
• |
ІО“7 P D п , |
|
квт |
, |
(87) |
||||
где' |
Р |
- |
осевая нагрузка на долото, кг; |
D |
- диаметр доло |
||||||||||
та, |
мм; |
п - |
скорость |
вращения, |
об/мин. |
|
|
|
|
||||||
|
М о щ н о с т ь |
н а в р а щ е н и е |
к о л о н н ы |
||||||||||||
б у р и л ь н ы х |
т р у б |
|
в |
скважине, |
заполненной промы |
||||||||||
вочной жидкостью может быть рассчитана по формуле П.П.Шумило ва и М.Г.Васильева
ЛГ в = kf- о,9М0'6усі2І л Ѵ/Г , квт f |
(88) ' |
Т а б л и ц а 60
|
|
Механические свойства горных пород |
|
||
|
|
|
Предел прочности на |
||
|
|
П о р о д ы |
сжатие, |
скалывание, |
растяжение, |
|
|
|
кг/см^ |
кг/см^ |
кг/см^ |
Кварциты |
|
|
3000 |
316 |
144 |
Мелкозернистые граниты |
2800-2200 |
220 |
140 |
||
Среднезерннстые граниты,- гранито-гнейсы |
2400-1700 |
200 |
120 |
||
Диабазы, диориты |
3400-2200 |
347 |
134 |
||
Базальты |
|
|
3200-2000 |
320 |
_ |
Сиениты, гнейсы, порфирпты |
2100-1800 |
220 |
148 |
||
Самые крепкие известняки, песчаники, |
1600-1400 |
- |
- |
||
гнейсы, сиениты, крупнозернистые граниты |
|||||
Известняки, порфприты, гнейсы, очень |
1200 |
- |
- |
||
крепкие сланцы |
|||||
Мраморы, доломиты, известняки |
1500-1000 |
85 |
_ |
||
Известняки, песчаники |
800 |
50-80 |
- |
||
Песчанистые сланцы, слоистые песчаники, |
„ 800 |
40-60 |
|
||
мергели |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Крепкие глнннстЕге сланцы, алевролиты, глины |
400 |
27-40 |
- |
||
Каменный уголь, каменная соль, гипс |
200 |
15-20 |
_ |
||
Андезит (Бакуриановский) |
Ѳ86 |
86 |
58 |
||
Гранатовый скарн (Агараксклй) |
1015 |
ѳѳ |
_ |
||
Туф (уральский) |
1156 |
п о |
67 |
||
Граноднорнт метаморфизоваыный (Агараксклй) |
1412 |
130 |
_ |
||
Известняк |
(Гавардовский) |
1330 |
145 |
■ 81 |
|
Известняк |
(Еленовскнй) |
1640 |
182 |
|
|
Габбро |
|
|
2300-3400 |
240-375 |
135 |
Скарн рудный |
(Тегенскнй) |
2088 |
256 |
_ |
|
Кератофир |
(Блявннское месторождение) |
2285 |
268 |
138 |
|
Альбнтофнр |
(Блявннское месторождение) |
1728 |
282 |
118 |
|
Сиенит-порфир |
(Гороблагодате кое месторож |
2250 |
286 |
148 |
|
дение) |
|
|
|
|
|
Диорнт-гіЬрфнр |
(магнитогорский) |
3240 |
300 |
- |
|
Скарн эпндото-гранатовый (магнитогорский) |
2760 |
300 |
|
||
Базальт (Берестовецкое месторождение) |
3245 |
320 |
_ |
||
Кератофир |
(Рнддерское месторождение) |
3740 |
873 |
“ |
|
где |
у |
- плотность промывочной жидкости, г/см^; d |
- наружный |
|||
диаметр бурильных труб, см; X - длина колонны бурильных труб, |
||||||
м; |
п |
- скорость вращения колонны бурильных труб, |
об/мин; |
kt - |
||
коэффициент, предложенный А.С.Беляковой и Г .2 .Варшавским, |
учи |
|||||
тывающий увеличение затрат мощности с ростом кривизны, |
скважи |
|||||
ны |
(табл.51). |
|
|
|
|
|
|
Как показали исследования, проведенные в ИМР, |
формула Ш |
||||
милова дает завышенные на 30$ значения мощности. |
|
|
|
|||
|
Для расчета мощности на холостое вращение колонны буриль |
|||||
ных труб могут быть также использованы |
следующие формулы21 |
|
||||
|
|
|
Т а б л и ц а |
51 |
|
|
|
|
Значение коэффн)-лента к |
: |
|
|
|
Угол искривления скважины
3 - 6 °
|
СО |
О |
|
CD |
|
Ѳ - |
12° |
12° |
и болэе |
|
Коэс}<фииионт |
к |
||
|
1,2 |
- |
1,5 |
|
|
1,5 |
- |
1,8 |
/ |
|
1,9 |
- |
2,3 |
' |
, |
2,3 |
- |
2,8 |
|
1. Формула Злненко-Кирсанова [34], справедливая для труб диаметром 50 мм при вращении их в скважинах диаметрами 93-130 мм,
Нжл =(6,2-10" V |
+ 5,2-10-5 п ) Ь°'6В(1+0,35 à Ѳ'’"3),к в т , (89) |
||
где |
п - |
скорость |
вращения, об/мин; L - длина колонны буриль |
ных труб, |
м;Л б - |
средняя интенсивность искривления скважин |
|
на |
100 м, |
град. |
|
|
Применять эту формулу для других размеров скеэжины и |
||
труб не следует, так как последние экспериментальные работы [35] показали, что фактические затраты мощности при алмазном бурении диаметром 76 мм, начиная с некоторой глубины, превос
ходят данные, рассчитанные по формуле |
Зиненко-Кирсанова. На |
|
глубине 1000 |
- 1200 м фактические затраты мощности больше рас |
|
четных в 2-3 |
раза. |
|
2. Для условий алмазного бурения, |
которые характеризуются |
|
малыми зазорами между стенкой скважины |
и бурильными трубами, |
|
формула И.С.Калинина [35], полученная им в результате экспери ментальных работ при бурении алмазными коронками диаметром 76 мм и трубами .диаметром 50 мм:
Кхл = 5,35 -ІО“9 n 2’k L і,г5 , квт , |
(90) |
где п - скорость вращения колонны бурильных труб, |
об/мин; L - |
длина колонны, м.
Руководствуясь вышеизложенным, следует йри расчетах в каж дом конкретном случае пользоваться одной из указанных формул. При расчетах мощности при твердосплавном бурении диаметром 93
мми выше можно пользоваться как формулой (88), так и (89). При бескерновом бурении можно производить расчет по форму
ле (88), при алмазном бурении - по формулам (90) и(88).
При буреніи скважин с продувкой воздухом мощность на враще ние колонны бурильных труб можно ориентировочно принимать рав ной мощности на вращение труб при промывке скважины водой.
При расчетах мощности на вращение колонны при алмазном бу рении следует учитывать, что фактические затраты мощности на вращение труб снижаются при применении антивибрационных смазок и эмульсий в среднем на 25-40/.
|
М о щ н о с т ь |
н а |
|
п р е о д о л е н и е |
т р е н и ц |
|||
в |
с т а н к е |
и |
п е р е д а ч а х |
определяется по форму |
||||
ле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NCT = |
а |
+ Ъп ' |
, |
квт , |
(91) |
где |
а и Ъ' - |
опытные коэффициенты, |
(табл.52); п - скорость |
|||||
вращения шпинделя бурового |
станка, |
об/мин. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
52 |
|
Опытные коэффициенты для |
различных типов станков |
|
|||||
|
Тип станка |
|
|
|
а |
1 |
ъ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ЗИФ-ЗООМ |
|
|
|
1,2 |
|
1,8* 10-3 |
|
|
ЗИФ-650А |
|
|
|
1.8 |
|
1.37- ІО-3 . |
|
|
ЗИФ-1200 А |
|
|
1.4 |
|
в,43- ІО-3 |
|
|
Для других типов установок потери мощности в буровом станке и передачах могут быть учтены введением коэффициента полезного действия *) = 0,80 + 0,85. Тогда мощность на бурение монет быть рассчитана по формуле
Л 6 |
= |
- |
, КВТ , |
(92) |
|
|
I ст |
|
|
М о щ н о с т ь |
н а |
п р и в о д |
н а с о с а |
расхо |
дуется при бурении для осуществления промывки забоя скважины. Величина ее рассчитывается по формуле
|
|
|
Ж |
|
= 1er |
<3 Р |
КВТ |
(93) |
|
|
|
насоса |
|
102 Т] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гдз |
Q |
- расход промывочной жидкости, м^/сек; Р |
- рабочее дав |
|||||
ление, |
атм; |
1] - к .п .д . |
|
насоса |
и привода, принимаемый равным |
|||
0,80 - 0,75. |
|
|
|
|
|
|
||
|
П р и |
д и з е л ь н о м |
п р и в о д е |
бурового агре |
||||
гата |
общая мощность, потребная при бурении, |
определяется по |
||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а) |
N6 = 1,36 (-Npa,p+ Nx в+ Ncr + NHiC ), |
л.с. |
|
|||
или |
|
|
|
|
|
|
|
(94) |
|
|
б) |
Я5=1;36(- ІУраЗР •+ Nx. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
+ -^Hac)) Л-с-; |
|
|
где 1,36 - коэффициент перевода киловатт в лошадиные силы. |
||||||||
|
При использовании |
электропривода, как |
правило, устанавли |
|||||
вал» отдельные двигатели для бурового станка и насоса, мощность которых при бурении определяется по формулам- (75), (92) и (93).
Определение предельной глубины оурекия из условия кішдности бурового станка
Выбор режимных параметров: осевой нагрузки и скорости вращения коронки или долота должен производиться с учетом тех нических возможностей бурового оборудования и инструмента.
Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент и скорость его вращения ограничиваются прочностью породоразрушающего ин струмента и бурильной колонны, а также установленной мощностью бурового агрегата.