Проверочный расчет КБТ при бурении с частичной нагрузкой (стр. 3 из 3)

Длина полуволны прогиба КБТ равна

L_n=

м

L_n=

= 10,25 м

Осевой момент сопротивления изгибу W_o =1,42·10^ м³.

Угловая скорость вращения БТ 41,87 с^.

_из'

=1538605,42 Па=1,53 МПа

Напряжение изгиба от искривления траектории скважины σ_из^'' не учитывается т.к. интенсивность ее искривления менее 0,04º/м.

Напряжение изгиба равно

_из= _из'=1,53 МПа

Крутящий момент

M_кр =

, Н·м

Касательное напряжение кручения КБТ 



Затраты мощности на вращение КБТ

N_б.т = 1,1·1·1·[1,6·10^-8 ·1,18·1·(0,2+0,9)·(0,9+0,02·3,8)·(1+0,44·0,99)·0,303 ·50,6·(1+1,3·10^-2·3,8) 200^1,85·159,27^0,75+2·10^-8 ·3,8·200·6000] =0,51 кВт = 0,51·10³Вт

(в которой вместо глубины скважины принимается расстояние от забоя скважины до нулевого сечения L=Z_o-o).

Мощность на разрушение забоя скважины берем из участка 1-1 (устье скважины) N_заб =0,63·10³ Вт;

Мощность, расходуемая на бурение

N_б=0,51+0,63= 1,14 кВт.

Полярный момент сопротивления площади поперечного сечения гладкой части БТ кручению, W_р= 9,92·10^{-6 м3}.

M_кр =(1,14·10³ )/20,9 = 54,54 Н·м

 = 54,54/(9,92·10^-6)= 5498533,72 Па = 5,4 МПа

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

n_=

=268/5,4=49,62

[τ]= 268 МПа допустимое напряжение кручения для стали марки 38ХНМ [1].

Определяется суммарный коэффициент запаса прочности КБТ в «нулевом» сечении

n_∑

=28,75>1,3;

Из расчетов видно, что коэффициент запаса прочности больше допустимого, и тип выбранных труб удовлетворяет условиям задания.

_р = 81,01 МПа _из1= 0,52 МПа _ = 13,75 МПа

_сж = 10,34 МПа _из2 = 1,29 МПа _ = 4,55 МПа



Рис. 2 Положение сечения «0 – 0» и эпюры напряжений, действующих в бурильных трубах при бурении с частичной разгрузкой:

На КБТ действует напряжения растяжения на интервале 1 – 0, и сжатия на интервале 0 – 2, напряжение изгиба и напряжение кручения (касательное напряжение), как на участке 1-1 (устье скважины), так и на участке 2-2 (забой скважины).

а – положение сечения «0 – 0»;

б – напряжение растяжения и сжатия _р = 81,01 МПа и _сж = 10,34 МПа;

в – напряжение изгиба _из1= 0,52 МПа _из2 = 1,29 МПа;

г – касательное напряжение ₁ = 13,75 МПа ₂ = 4,55 МПа

Список использованной литературы:

1. «Буровые машины и механизмы» Методические указания к выполнению контрольных работ составитель: В.В. Лысик, ст. преподаватель кафедры ТиТР МПИ.

2. Буровое оборудование: Учебное пособие/ Лысик В.В., Квагинидзе В.С., Забелин А.В. Якутск: Изд-во Якутского ун-та, 2002. 134 с.