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: 87
Скачиваний: 0
Возможное изменение скорости вращения коронки или долоту (при бескерновом бурении), определяется конструктивными особен ностями бурового станка.
Соотношение между осевой нагрузкой и скоростью вращения коронки (долота) должно удовлетворять условию
Npajp + Nх.в |
+ Nст |
N.двиг |
(95) |
||
Мощность jVpajpможет |
быть определена по формулам (77), (78) < |
||||
(83), (84), (86), (85) в |
зависимости |
от вида породоразрушалцего |
|||
инструмента. Мощность на холостое вращение колонны бурильных |
|||||
труб рассчитывается |
по формулам |
(88), |
(89),(90) |
в зависимости |
|
от заданных условий |
бурения. |
|
|
|
|
Решая равенство |
(95) |
относительно длины L |
бурильной ко |
||
лонны, получим формулы для определения возможной глубины буре ния при данных осевой нагрузке на породоразрушающий инструмент,
скорости |
его вращения и диаметра скважины. |
|
|
Для |
случая твердосплавного бурения, если мощности |
и |
|
Nx в определять по |
формулам (77) и (88), уравнение для |
возмож |
|
ной глубины бурения |
L будет иметь вид: |
|
|
1)в случае применения электродвигателей: а) при работе станков типа ЗИФ
|
^ - [ 0, 513- 10' 6PZ?con ( о , 137+ |
ц ) + а + Ьп ] *б) |
|
(96) |
|
0,92ІО'6к, у Ч г пѴгГ |
|
’ |
|
|
|
|
||
б) |
при работе станков других |
систем |
|
|
, |
Лляиг *]„ 0.513 ■и~вРD„Tl (0,137 + /1) |
|
(97) |
|
|
|
|
|
|
2) в случае применения двигателей внутреннего сгорания - дизелей:
я а) при работе станков типа ЗИФ
Nns- |
1,36 [0,513 -10~6.Р Дпп П(0,137 + Я-)+ (l+bn+N^ |
(98) |
I = |
Нм |
|
|
1,25 • 10"в Jc1у d z nVrP |
|
б) при работе станков других систем |
|
|
К А * У |
с т - 1,36АГНѴгг - 0,597- 1Q-6P Д ср п (0,137+ / і ) |
|
|
1,25 ■ІО’6 к, У<іг пѴгГ |
’ ' |
При расчете по формулам (98) и (99) необходимо знать мощ ность, потребную для привода насоса, которая, в свою очередь,^ зависит от глубины бурения. Поэтому при расчетах следует снача
ла решить уравнение |
PfH |
относительно L |
для данной скважи |
|
ны и выбранного расхода промывочной жидкости. |
|
|||
Для случая бурения шарошечными или алмазными долотами |
||||
(станки типа ЗИФ) уравнение будет иметь вид |
|
|||
L _ |
NM - |
( к F + g |
+ bn) |
( 100) |
|
0,92■ 1C-6 к, ■'jdinVn' |
|||
|
|
|||
и при работе станков |
типа СЕА |
|
||
L = |
|
- kF |
м |
( 101) |
0,92 •іо~ь- k J d ^ n V r T |
||||
Для алучая алмазного бурения станками типа ОБА с электрическим приводом уравнение для возможной глубины бурения будет иметь вид
|
^д в -’Ісг - |
|
- 7 |
|
|
|
2-10 P BçрП |
( 102) |
|||
|
|
5,35-10 |
|
||
|
|
|
|
||
либо |
N,ДВ |
|
|
' 10"V ■■Pçp п |
|
L |
»1er- |
2 |
(ЮЗ) |
||
= |
0,92 • ІО'6/с, у d enVrT |
||||
|
|
|
|||
Аналогично можно получить формулы для определения возможной глубины бурения при разных условиях.
По мере .углубления скважины обычно неизбежно уменьшение режимных параметров бурения (Р и л ), что видно из приведенных уравнений. При твердосплавном бурении, а также при бурении ша рошечными долотами следует уменьшать скоростьвращения породо-' разрушающего инструмента, а осевую нагрузку оставлять без изме нений. При бурении алмазным породоразрушающим инструментом не обходима строгая координация скорости вращения с осевой нагруз кой: увеличение или уменьшение одного параметра должно сопро вождаться также увеличением или уменьшением второго. Исключени ем является режим бурения в весьма твердых малоабразивных поро дах, когда следует задаваться повышенными осевыми нагрузками и пониженными скоростями вращения коронки.
П р и м е р l .
Определить потребную мощность двигателя для бурения сква жины. Глубина бурения L = 700 м, диаметр алмазной воронки 59 мм. Параметры режима бурения:
Р = 700 кг; п = 450 об/мин; 320 об/мин;
Q = 30 л/мин; р = 13 ат. Бурильные трубы ниппельного соедине ния диаметром 50 мм. Промывочная жидкость - вода. Станок СЕА-
800Э. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е |
. 1. Определим мощность, затрачиваемую на |
||||||||||
разрушение породы, по формуле (78) |
|
|
|
|
|
||||||
а) |
jfРаЗР= 2 |
• |
ІО-7 |
• |
700 |
• |
51 |
• |
450 = |
3,2 |
квт ; |
б) |
17 = 2 |
• |
ІО"7 |
• |
700 |
• |
51 |
• |
320 = |
2,3 |
квт . |
2. Согласно формуле (90), мощность на холостое вращение колонны бурильных труб составит.
а) |
17х в |
= 5,35 |
• ІО '9 |
•4502 *4 .7001*25= 43,0 квт; |
||
б) |
NXB = 5,35 |
• ІО"9 |
•3202 *4 |
-3,597.103= 19,85 квт . |
||
3. Суммарная мощность на бурение |
составит: |
|||||
а) |
17с |
= |
(3,2+43,0) * |
—-— = 55 квт ; |
||
|
5 |
|
|
|
0,85 |
|
б) |
17 |
= |
(2,3+19,85)- |
— і — = 26,3 квт . |
||
|
5 |
|
|
|
0,85 |
|
Таким образом,при бурении на глубине 700 м скорость враще ния коронки не может быть выше 320 об/мин, что 'соответствует Ш скорости вращения шпинделя.
4. Мощность электродвигателя для.привода насоса (формула
93) составит
17 = ІО4 • ---- £jiQ30—-..iß — = о,7 квт. ,
н60 • 102 • 0,9
что намного меньше установленной мощности. П р и м е р 2.
Определить потребную мощность двигателя для бурения сква-
хины» глубина которой достигла 1000 м. Диаметр алмазной коронки
76 мм, параметры режима бурения:Р |
= 980 кг, |
п |
= 336 или 288 |
||||||||
об/мин |
( У и ІУ скорости вращения шпинделя станка ЗИФ-1200МР). |
||||||||||
Промывочная жидкость - |
вода, расход Q = 110 л/мин. Бурильные |
||||||||||
трубы диаметром 50 мм муфтово-замкового |
соединения. Давление на |
||||||||||
насосе |
р |
= ,23 атм. » |
|
|
|
|
|
|
|
||
. . Р е ш е н и е . |
1. Рассчитаем мощность, затрачиваемую |
||||||||||
на разрушение породы, по формуле (78): |
|
|
|
|
|||||||
|
а) |
tfna,n = 2 • ІО-7 . 980 |
• 68 • |
336 = |
4,48 |
квт ; |
|||||
|
|
PaäP |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
б) |
І7ра}р = 2 • ІО"7 - 980 |
• 68 • 288 = 3,84 |
квт . |
|||||||
2. Рассчитаем мощность на вращение колонны бурильных труб |
|||||||||||
по формуле (90): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
а) |
,АГХВ |
= 5,35-10“9 -3362 *4 -1000lt2 5 = |
34,8 |
квт; |
||||||
|
б) |
Яхл |
= 5,35-10"9-2882 ' 4 .10001' 25= 24 квт . |
||||||||
3. |
Суммарная мощность на бурение |
составит: |
|
||||||||
|
а) |
|
= |
(4,48 |
+ 34,8) |
• —і — = 46 квт |
; |
||||
|
|
|
|
|
|
0,85 |
|
|
|
|
|
|
б) |
Л |
= |
(3,84 |
+ 24) • —î — |
= |
32,6 квт . |
||||
|
|
|
|
|
|
0,85 |
|
|
|
|
|
|
Потребная мощность на привод насоса составит |
||||||||||
|
|
NH |
|
i0 -4 . 0.00183 |
• |
23 |
|
4,6 |
квт . |
||
|
|
|
|
102 - |
0,9 |
|
|||||
1 |
|
|
|
' |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
П р и м е р З . , |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рассчитать предельную глубину бурения при работе станка |
|||||||||||
СБА-800Э при следующих исходных данных: долото шарошечное диа |
|||||||||||
метром 93 мм, нагрузка на долото |
Р = 2500 кг. Скорость враще |
||||||||||
ния 130 об/мин, |
трубы муфтово-замкового соединения диаметром |
||||||||||
63,5 мм, |
промывочная жидкость - |
глинистый раствор с у = 1 ,2 |
|||||||||
г/см2 . Для привода станка СБА-800Э используется электродвига |
|||||||||||
тель AQ2-72-4 |
мощностью 30 квт. |
|
|
|
|
|
|
||||