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: 85

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Р е ш е н и е . Для определения предельной глубины бескернового бурения при заданных режимных параметрах воспользуемся формулой (101)/

=30*0.85 - 0.15.Q .785-9.32 0,92 .Щ -6 .1,2.6,35^.130^130'

П р и п е р 4.

Рассчитать предельную глубину бурения шарошечным долотом диаметром 93 мм при режимных параметрах, данных в приложении 3.

Расход глинистого раствора

Q = 110 л/мин. Станок СМ-800Д,

мощность дизеля типа СВД-14А 75 л .с .

 

 

 

 

Р е ш е н и е

. При дизельном приводе мощность дизеля рас­

ходуется на привод насоса и станка,

поэтому исходным для реше­

ния задачи является уравнение (94)

 

 

 

 

 

NЁіІЕ + Nх.в

N

)

,

л.<

 

 

= 1,36 (

 

І с т

 

нас /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В это уравнение входят два члена: N

 

■,

ѵ , , величина которых

,

от глубины бурения.

 

Л.В

 

Н Д С

 

зависит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,4

 

QP

 

 

 

 

 

 

* н а с

=

10

102 4

 

 

 

 

 

Подставив в эту формулу выражение для давления насоса Р ,

рашенное относительно

L

,

 

 

 

 

 

 

Р

= 1,3 (aL +

b - ç j

+ cL

+ 1

). ,

 

 

где а

- 8,3"1СГ6 ATy - J r

;

 

Ь = 8,3-іО "6 у -Jç -

;

с

= 8,3«10”6 XKq

 

T Q

 

 

У

 

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,3 ■Q (лЬ

+ 'Ь £ у

+ cjj + 1 )

 

^нас= 1 °4

 

102 1)

 

 

 

 

 

Подставив в формулу для расчета'потребной мощности расчет­ ные формулы для J7 и Nx s , значения коэффициентов а , b ,

С и решив отностительно L , получим формулу для определения глубины бурения для данного случая


= ЛМ Ѵ СТ- 1,36- 0,785-D* к - 0 ,2 7 6 .^ -1 ,5 6

l,25-10"Bfc, у ^ п У г Г + 0,365-Ю'г1,36>/ст

Подставив численные значения входящих величин, получим

L = 75»0.85-1.36»0.785»9.3^»0.15-0.276»0.85»1.36

=і480ы

1,25»IO“ 6 »1.2-S.352 »ІЗоѴіЗО' +0,365»10 2 .0,85

.1,36

Следовательно, долотом имеющем диаметр 93 мм,

на 1 ско­

рости вращения шпинделя и заданном режиме промывки при исполь­ зовании в качестве привода дизеля СВД-14А можно бурить до про­ ектной глубины 800 м.

§3. Определение мощности на подъем

Вобщем случае затрачиваемая при подъеме инструмента мощность складывается из следующих составляющих:

*» = W

,

(104)

где ДГЛ - мощность для привода лебедки; Щ - мощность на прео­ доление сопротивлений в талевой системе и на подъем элеватора; 2Г - мощность на подъем бурового инструмента из скважины.

М о щ н о с т ь д л я п р и в о д а л е б е д к и определяется по формуле

 

 

Nn =

а +

bvs ; квт ,

(105)

где

а и Ъ -

опытные коэффициенты,

значения которых приведе­

ны в

таб.53;

Ѵс - окружная скорость вращения барабана лебед-

ки,

м/сек.

 

 

Т"а б л и ц а

53

 

 

 

 

 

Опытные коэффициенты для различных типов станков

 

 

Тнп станка

а

Ъ

 

 

ЗИФ -

660 А

1.4

0.42

 

 

ЗИФ -

1200 А

1,7

0,40

 


Окружная скорость вращения барабана может быть рассчитана по формуле

 

 

60

, ц/сек ,

 

 

 

 

 

 

где Dg - диаметр барабана, м;

п5

- число оборотов барабана,

об/мин.

 

 

 

 

 

 

Для других систем станков потери мощности в передачах

учитываются введением к .п .д .

і)л , равного

0,8 - 0,85.

 

М о щ н о с т ь

н а

п р е о д о л е н и е

с о п р о *-

т н в л е н и й

в

т а л е в о й

с и с т е м е

и н а

подъем элеватора рассчитывается по формуле

 

 

 

NT =

а ѵ6 ,

квт

,

(106)

где а - опытный коэффициент для станков ЗИФ-650А и ЗЮ-1200А, равный 1,1; ѵь - окружная скорость вращения барабана лебедки, щ/сек.

При работе станков других систем потери мощности в тале­ вой системе могут быть учтены введением к .п .д . талевой систе­ мы (табл.54).

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

94

Значения к»п.д. талевой системы при стальных канатах

 

Количество роликов

2

3

4 .

 

Э

Ѳ

 

0,84

0,82

0,80

 

0,89

0,87

М о щ н о с т ь

н а

п о д ъ е м

б у р о в о г о

и н с т р у м е н т а

и з

с к в а ж и н ы

определяется

по формулам:

 

 

 

 

 

 

1) для случая вертикальной мтядпш

 

 

 

N _

М Ц,

 

квт

 

 

(107)

пи

102 Я

 

 

 

 

 

где кс- коэффициент дополнительных сопротивлений при подъеме бурового инструмента из скважины; значение коэффициента сопро­ тивления кс приведены в табл.55; Я - коэффициент возможной


— І46

перегрузки двигателя.Для электродвигателей А =1,3+1,42 и для

двигателей внутреннего сгорания Л = 1;

Q

- вес бурового инст­

румента в скважине, кг;

ѵп -

скорость подъема инструмента

(крюка),

м/сек,

определяемая по формуле

ип

=

иъ/ т

,

м/сек,

здесь т

-

число ветветй

в талевой оснастке, на которых подве­

шен талевый

блок

[см.формулу

(111)];

Уб -

скорость навивки ка­

ната на

барабан,

м/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае отсутствия данных по скорости навивки каната на

барабан,

она может быть рассчитана по формуле

 

 

 

иб

=

Я С-°5 + 2d ( е -

*)]

 

,

м/ ° ек -

 

 

 

 

где в б -

диаметр барабана, м;

d

-

диаметр каната,

м; в - ко­

личество

слоев навивки каната на барабан;

пъ -

число

оборотов

барабана в минуту. Расчет

обычно ведут для

случая

навивки ка­

ната в 2

слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес бурового инструмента в скважине может быть рассчитан

для случая бурения с продувкой по формуле

 

 

 

 

 

 

 

Q =

q

L

,

кг

 

 

 

,

(108)

и ддя случая бурения с промывкой водой или растворами с учетом действующей выталкивающей силы по формуле

 

 

 

Q. =

q L ( l -

-у*- ) , кг

,

 

(108/ )

где

q -

вес 1 м колонны бурильных труб,

кг/м

[см .табл.47 и

формулу

(61 )] ; L -

длина колонны бурильных труб,

м; Ужплот­

ность промывочной жидкости,

г/см3 ; у - плотность металла труб

( ум = 7,85

г/см3).

 

 

 

 

 

 

2) для

случая наклонной скважины

 

 

 

 

 

 

Д,

kcQyncos6(l + ftqQ)

КВТ ,

 

(109)

 

 

 

102 А

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Ѳ -

средний зенитный угол скважины,

град;

/ -

коэффициент

трения при движении бурового инструмента в скважине. Для прак­ тических расчетов f можно принять равным 0,2 - 0,4.


Т а б л н д а 00

 

Значения коэффициента трения

 

Геолого-технические условия

 

кс

Скважины вертикальные, пройденные в крепких породах

1.2

Скважины, пробуренные в крепких породах н имеющие искривление до 6°

1.2Б

Скважины, пробуренные в мягких породах

 

 

1.4

Скважины, пройденные под углом 80-75°

к горизонту и имеющие ннтенг-

1.8

сявность искривления 4

на

100 м

 

 

 

 

 

При использовании станков, у

которое отсутствуют значе-

ния коэффициентов для расчета

NA и

NT , мощность на подъем ин­

струмента определяется из выражения

 

 

ЛГ = ЛЬ*.

к с Q Ѵ п

 

КВТ

(110)

"

 

 

 

 

 

или

 

 

Ѳ}

 

 

kcQупcosѲ(l +

КВТ ,

 

Д,

102/ Ч Л

 

 

 

 

 

 

где і}я- 0,8 + 0,85;

значение

і)т зависит от количества блоков в

талевой системе

(см.табл.54).

 

 

 

Для более точного определения мощности двигателей, потреб­ ной при подъеме, следует учитывать не только статику, но и ди­ намику системы. Эти вопросы подробно рассмотрен в работе £3б].

§ 4. Выбор талевой оснастки и расчет количества свечей, поднимаемых на разных скоростях

С целью ускорения спуско-подъемных операций при одновре­ менном использовании мощности двигателя и грузоподъемности ле­ бедки станка необходимо произвести расчет глубины, начиная с которой, следует применять талевую систему с определенной оснаст*- кой, а также расчет количества поднимаемых на разных скоростях свечей.

Необходимость применения талевой системы определяется из сравнения наибольшей нагрузки на крюк GKp с грузопрдъемностью лебедки бурового станка Ря . В случае QKp> Рл следует рассчи-