1) Глубина скважины по стволу – 1300м;
2) Тип долота – III-215,9 Т-ЦВ;
3) Конструкция низа бурильной колонны:
· долото III-215,9 Т-ЦВ;
· центратор Æ 215,9 мм;
· калибратор Æ 212,7 мм;
· турбобур 3ТСШ1-195;
· УБТ Æ 178 мм – 10 м;
· ТБПВ 127х9;
· ЛБТ 147х9;
4) Параметры промывочной жидкости:
· r = 1100 кг/м3;
· УВ = 25¸30 сек;
· ПФ = 5¸6 см3/30мин.
а) Выбор расхода промывочной жидкости:
– выбор расхода промывочной жидкости осуществляется исходя из условия удовлетворительной очистки забоя:
где q = 0,65 м/с – удельный расход;
Fз – площадь забоя;
где Dc – диаметр скважины;
где Dд – диаметр долота.
Интервал 0 – 550 м:
Dд = 259,3 мм;
Dс = 0,2953*1,05 = 0,310 м;
м2; м3/с.Интервал 550 – 1300 м:
Dд = 215,9 мм;
Dс = 0,2159*1,05 = 0,227 м;
м2; м3/с.– выбор расхода, исходя из условий выноса наиболее крупных частиц шлама:
где Uoc – скорость оседания крупных частиц шлама;
Fкп – площадь кольцевого пространства, м2;
где dш – средней диаметр крупных частиц шлама;
rп – плотность породы, кг/м3;
r - плотность промывочной жидкости, кг/м3;
dш =0,0035+0,0037*Dд;
где Dтр – диаметр турбобура, м.
Интервал 0 – 550 м:
dш =0,0035+0,0037*0,2953 = 0,0046 м;
0,37м/с; м2; м3/с.Интервал 550 –1300 м:
dш =0,0035+0,0037*0,2159 = 0,0043 м;
0,39м/с; м2; м3/с.– выбор расхода из условия нормальной работы турбобура:
где Муд – удельный момент на долоте;
G – вес турбобура;
Мс – момент турбобура при расходе Qc жидкости rс ;
r - плотность жидкости, при которой будет использоваться турбобур.
к – коэффициент учитывающий потери момента в осевой опоре турбобура равный 0,03;
Интервал 550 – 1300 м:
Параметры забойного двигателя 3ТСШ1-195:
G = 4790 кг; Мс = 1,5 кН*м; Qc = 0,03 м3/с; rс = 1000 кг/м3;
Муд = 6 Н*м/кН; r = 1100 кг/м3.
м3/с.Из трех расходов Q1, Q2, Q3 выбираем максимальный расход: Q = 0,048 м3/с в интервале 0 – 550 м; Q = 0,026 м3/с в интервале 550 – 1300 м; и далее в расчетах будем принимать этот расход.
б) Определим перепады давлений во всех элементах циркуляционной системы:
Потери давления в ЛБТ:
Dлбт = 147 мм; t = 9 мм; lлбт = 428 м; r = 1100кг/м3;
- определим динамическое напряжение сдвига - t0:
t0 = 8,5*10-3*r-7 = 8,5*10-3*1100-7 = 2,35 Па;
- определим динамическую вязкость раствора - h;
h = (0,004¸0,005)* t0 = 0,005* 2,35 = 0,0118Па*с;
- определим скорость течения потока – U;
где Q = 0,026 м3/с – выбранный расход;
S – площадь рассматриваемого сечения;
м2; 1,2 м/с;- определим число Ренольдса в ЛБТ (Re):
3159;- определим коэффициент гидравлического сопротивления в ЛБТ (l):
0,027;- потери давления в ЛБТ (DR):
0,07 Мпа;Результаты расчетов S, U, Re, l, DR сводим в таблицу 2.9.
Потери давления в СБТ:
Dcбт = 127 мм; t = 9 мм; lcбт = 720 м; S = 9.3*10-3 м2; r = 1100кг/м3;
Динамическое напряжение сдвига – t0 и динамическая вязкость раствора – h, остаются без изменения. t0 =2,35 мПа; h = 0,0118 Па*с.
- определение скорости течения потока жидкости (U):
м/с;- определим число Рейнольдса в СБТ (Re):
;- определим l в СБТ:
;- потери давления в СБТ (DR):
0,65МПа;Потери давления в турбобуре 3ТСШ1-195:
Потеря давления в долоте
– Определим перепад давления в кольцевом пространстве между забойным двигателем и стенкой скважины, где Dc = 0,227 м; Dн = 0,195 м – наружный диаметр забойного двигателя; Lзд = 26 м. Методика расчетов аналогична. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.8.
Перепад давления в кольцевом пространстве СБТ и УБТ считаются аналогично.
- Определим перепад давления в кольцевом пространстве между ЛБТ и кондуктором, где L = Lк = 550 м; Dc = Dвнк = 0,2267 м – внутренний диаметр кондуктора;
Остальные расчеты аналогичны и сводятся в таблицу 2.9.
- Определим перепад давления в замках ЛБТ по формуле:
где eр – коэффициент, используемый при расчете;
где Dвн = 0,129 м – внутренний диаметр ЛБТ 147х9;
dн = 0,110 м – внутренний диаметр ниппеля;
lт = 12 м – длина трубы ЛБТ;
Результаты заносим в таблицу 2.9.
- Определим потери давления в поверхностной обвязке буровой по формуле:
где а – коэффициент потери давления;
Определим потери давления в вертлюге, ведущей трубе, шланге, стояке, манифольде:
Суммарные потери в поверхностной обвязке буровой:
Общие потери равны:
Таблица 2.9
Расчеты результатов
Элементы циркуляционной системы | L, м | d, мм | D, мм | S, м2 | U, м/с | Re* | l | DR, МПа |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Манифольд | – | – | – | – | – | – | – | 0,1 |
Стояк | – | – | – | – | – | – | – | 0,03 |
Грязевый шланг | – | – | – | – | – | – | – | 0,02 |
Вертлюг | – | – | – | – | – | – | – | 0,03 |
Квадрат | – | – | – | – | – | – | – | 0,02 |
ЛБТ | 428 | 129 | 147 | 0,013 | 1,2 | 3159 | 0,027 | 0,07 |
СБТ | 720 | 109 | 127 | 0,009 | 2,7 | 6699 | 0,025 | 0,65 |
УБТ | 132 | 90 | 178 | 0,006 | 4,7 | 18247 | 0,022 | 0,41 |
Турбобур | 26 | – | – | – | – | – | – | 5,10 |
Долото | – | – | f = 2,87*10-4 м; mu = 0,94 | 6,06 | ||||
к.п. турбобура | 26 | 195 | 227 | 0,01 | 2,5 | 3653 | 0,026 | 0,1 |
к.п. УБТ | 139 | 178 | 227 | 0,015 | 1,7 | 6303 | 0,025 | 0,03 |
к.п. СБТ необсажен. | 585 | 127 | 227 | 0,027 | 0,9 | 1875 | 0,029 | 0,6 |
к.п. СБТ обсаженное | 122 | 127 | 227 | 0,027 | 0,9 | 1875 | 0,029 | 0,1 |
к.п. ЛБТ | 428 | 147 | 227 | 0,023 | 1,1 | 2773 | 0,028 | 0,05 |
DRкпзамки необсажен. | – | – | – | – | – | – | 0,001 | |
DRкпзамки обсажен. | – | – | – | – | – | – | 0,0001 | |
SDR | 13,39 |
Выбираем насос, исходя из суммарных потерь в циркуляционной системы. Выбираем из условия [P] > SDR, где [P] допускаемое рабочее давление насоса; SDR = 13,39 Мпа;
По таблице 56 [] выбираем буровой насос с [P] = 13,9 МПа при диаметре втулок dвт = 170 мм –У8-6МА.