Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Расчет рабочих характеристик забойных двигателей



Рабочей выходной характеристикой турбобуров называется зависимость частоты вращения, момента и мощности на валу турбобура от осевой нагрузки на долото. Она служит для определения интервала осевых нагрузок, при которых наблюдается устойчивая работа турбобура, а также для оптимизации режимов турбинного бурения.

Исходные данные для расчета:

· Турбобур 3ТСШ1-195;

· Q = 0, 026 м3/с;

· r = 1100 кг/м3;

· Dд = 215, 9 мм;

· Муд = 4*10-3 м;

· Dс = 0, 130 м;

· D1 = 0, 149 м;

· D2 = 0, 124 м;

· Dв = 0, 135 м.

В = 0, 5*4790*9, 81 = 23495 Н – вес вращающихся деталей и узлов турбобура.

Произведем расчет.

Определим параметры турбины n, М, DR:

 

 

Определим разгонный момент на валу турбобура:

 

 

где m = 0, 12 – коэффициент трения в опорах турбобура;

Р – средней радиус трения;

Рг – гидравлическая нагрузка в турбобуре;

 

Определим разгонную частоту вращения вала турбобура:

 

 

где Мт = 2*М, Мт – тормозной момент;

Определим удельный момент в пяте:

 

 

Основные расчетные уравнения, описывающие рабочую характеристику турбобура;

Результаты расчета сводим в таблицу 2.11.


Таблица 2.11

Gi, кН 0 50 125 150 175 200 260
ni, с-1 4, 48 4, 9 5, 52 5, 74 5, 13 4, 53 3, 08
Мi, Нм 118, 75 528, 74 1143, 74 1348, 74 1553, 74 1758, 74 2250, 74
Ni, кВт 3, 34 16, 275 39, 69 48, 63 50, 11 50, 047 43, 514

 

На основе полученных данных построим рабочую характеристику турбобура 3ТСШ1-195.

Рисунок 2.2 Рабочая характеристика 3ТСШ1-195

в координатах M – G; N – G; n – G.

 

Произведем анализ рабочей характеристики турбобура. Из рис. 2.2 видно, что турбобур устойчиво работает в области нагрузок 0 ¸ 140 кН и 160 ¸ 250 кН.

Из практики известно, что при ê Рг - Gi ê < 104 Н наблюдается усиление вибраций турбобура и бурильного инструмента. В нашем случае эта область распространяется на интервал нагрузок 140 ¸ 160 кН. Отсюда следует, допустимая нагрузка на турбобур лежит вне зоны вибрации, поэтому режим работы нормальный.

Составление проектного режима бурения

Выбор проектного режима бурения скважины производим в соответствии с пунктами 2.1; 2.6.1; 2.6.2, а также исходя из опыта бурения скважин и выбранные данные сводим в таблицу 2.12.

 

Таблица 2.12

Сводная таблица режима бурения

Интервал бурения, м

Диаметр долота, мм

Тип забойного двигателя

Расход, м3

Давление, Мпа

Нагрузка на долото, кН

Параметры промывочной жидкости

от до r, кг/м3 УВ, с ПФ, см3/ 30мин
0 550 295, 9 –– 0, 037 13 10-12 1120 35 6
550 1300 215, 9 3ТСШ-195 0, 026 15 17 1100 25 5¸ 6

 

Расчет и выбор конструкции обсадных колонн, компоновка их низа и обоснование технологической оснастки.

Расчет эксплуатационной колонны:

Исходные данные для расчета:

На рис.2.3 приведена расчетная схема эксплуатационной колонны.


 

 

Dк =244, 5 мм;

дк = 8, 9 мм;

Нк = 550 мм;

Dэ = 168 мм;

Нэ = 1300 м;

h2 = 750 М;

с =1100 кг/м3;

с =1000 кг/м3;

 

 

Рисунок 2.3 Расчетная схема эксплуатационной колонны.

 

Цементный раствор от 550 до 1300 м. Облегченный цементный раствор от устья до 550 м. Подъем цемента осуществляется до устья скважины. Продавку цементного раствора в заколонное пространство осуществляется технической водой с = 1000 м/кг3.

Рассчитаем плотность облегченного цементного раствора:

 

 

где – давление поглощения на глубине 550 м;

 

где кп – коэффициент поглощения, кп = 1, 5;

св – плотность воды, св =1000 кг/м3;

Н` – глубина поглощающего пласта, Н` = 550м;

Округлим плотность облегченного цементного раствора до 1500 кг/м3.

Рассчитаем плотность цементного раствора по формуле:

 

 

где – давление поглощения на глубине 1300м;

 

 

где Рпл – пластовое давление на глубине 1300 м, Рпл = 9, 0 МПа;

Плотность цементного раствора равна 1820 кг/м3.

Рассчитаем для цементного раствора пластическую вязкость и ДНС:

Для цементного раствора:

Примем фц.р. = 8, 47 Па, зц.р. = 0, 038 Па*с.

Рассчитаем для облегченного цементного раствора пластическую вязкость и ДНС:

Примем фц.р. = 4, 05 Па, зц.р. = 0, 018 Па*с.

Расчет построение эпюр внутренних и наружных избыточных давлений

Определение внутренних давлений.

Максимальное значение рабочих внутренних давлений отмечается при испытании скважины на герметичность. Минимальные значения – в конечный период эксплуатации.

1) В период ввода скважины в эксплуатацию.

 

 

где

Рвz – внутренние давление на глубине Z;

где Ропр – давление опрессовки;

Ру – давление на устье.

Так как Ропр < 10 МПа, то принимаем Ропр = 10 МПа, где 10 МПа – минимальное опрессовочное давление для колонны диаметром 146 мм.

 

 

2) При окончании эксплуатации.

Определение наружных давлений.

1) В период ввода скважины в эксплуатацию

 

 

для Z < Hскв,

где к – коэффициент разгрузки цементного камня, к = 0, 25.

для Z = Нскв

2) При окончании эксплуатации



Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-10-03; Просмотров: 276; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.033 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь