Бурение с винтовым забойным двигателем.

Выбираем диаметр первой ступени УБТ, расположенных над долотом по формуле:

Окончательно выбираем

Согласно диаметру долота выбираем диаметр бурильных труб

Примем диаметр труб наддолотного комплекта равным диаметру остальных труб

 

Число ступеней в КНБК определяется из выражения:

Следовательно, наружный диаметр одноступенчатой УБТ выбран правильно. Группа прочности стали «К».

Определяем длину одноступенчатой УБТ, для создания необходимой осевой нагрузки Р_д=170 кН, по формуле:

 

Окончательно принимаем l_УБТ=150м, т.е. 6 свечей по 25м.

Определяем общий вес УБТ в жидкости по формуле:

Общая длина всей КНБК по формуле:

где - соответственно длины УБТ, забойного двигателя и долота.

 

 

Расчет колонны бурильных труб на статическую прочность.

Роторный способ бурения.

Длину НК принимаем равной 250 м. С целью повышения усталостной прочности составим его из труб из труб типа ТБПВ - 127х9, 19К.

Вес НК в жидкости вычисляем по формуле:

 

(9.5)

где l_нк – длина наддолотного комплекта, м;

q_нк – масса 1 метра трубы, кг/м, q_нк=12, 2 кг/м

Возможный перепад давления в долоте при использовании гидромониторного эффекта по формуле:

(9.6)

Растягивающее напряжение в верхнем сечении НК найдем по формуле:

(9.7)

где К=1, 1 – коэффициент, учитывающий влияние трения, сил инерции, сил сопротивления движению раствора;

F_к(нк) – площадь поперечного сечения канала труб наддолотного комплекта, м²;

F_тр(нк) – площадь поперечного сечения тела труб наддолотного комплекта, м²;

Δ Р_зд – перепад давления в турбобуре, Па;

Δ Р_д – потери давления в долоте, Па.

Для использовании нами долот типа СЗ примем коэффициент α =0, 15:

Момент на долоте:

(9.8)

Тогда мощность, расходуемую на разрушение породы долотами, определим по формуле:

(9.9)

где

Мощность, расходуемую на вращение бурильной колонны длиной ℓ =375 м, вычислим по формуле:

(9.10)

Крутящий момент у верхнего конца НК рассчитаем по формуле:

(9.11)

Касательные напряжения в трубах у верхнего конца НК найдем по формуле:

(9.12)

где W – полярный момент сопротивления поперечного сечения тела трубы, м³, W=25, 8 10^-6.

Коэффициент запаса прочности определим, считая, что используются трубы второго класса (ν =0, 8):

(9.13)

где σ _т – предел текучести материала труб, МПа, σ _т=490МПа;

ν – коэффициент износа труб, для второго класса ν =0, 8.

что выше допустимого значения К_д=1, 45.

Проверим нижнюю секцию бурильных труб в сечении, расположенных над УБТ (z=0), на усталостную прочность.

Стрелу прогиба колонны в скважине при диаметре замка ЗП-127, d_з=0, 170 м. Вычислим по формуле:

(9.14)

Длину полуволны плоскости раздела сжатой и растянутой частей колонны, принятой у верхнего конца УБТ, рассчитаем по формуле:

(9.15)

где Е – модуль упругости материала труб (для стали Е=2, 1·10¹¹ Па);

ω –осевой момент сопротивления опасного сечения трубы;

f - стрела прогиба, м;

I – осевой момент инерции трубы, м⁴ (I=94, 4·10^-8).

Амплитуду переменных напряжений изгиба в резьбовом соединении труб найдем по формуле:

(9.16)

Постоянное среднее напряжение изгиба в каждом цикле определим по формуле:

(9.17)

Коэффициент запаса прочности в сечении НК над УБТ (σ ₁=59 МПа) вычислим по формуле:

(9.18)

что превышает допустимый коэффициент n_в=1, 5.

Крутящий момент для свинчивания УБТ, изготовленных из стали «М» УБТС2146 - 18 кН·м.

Для соединения труб ТБПВ – 127 выбираем бурильные замки типа

ЗП – 127 с внутренним диаметром 0, 101 м..

Результаты расчетов сводим в табл. 9.1.

Таблица 9.1.

 

Сведения о типоразмерах УБТ, бурильных труб и интервалов расположения ступеней (секций)

Показатели	Номер секции
УБТ	УБТ	НК
Тип трубы	УБТС2146	ТБПВ-127	ТБПВ-127
Наружный диаметр труб, мм
Внутренний Диаметр труб, мм
Группа прочности материала труб	Л	К	М
Интервал расположения секций, м	1597-1697	1347-1597	0-1347
Длина секций, м
Нарастающий вес колонны, кН

 

Формулы для расчета комплектования труб 1-ой секции:

Допустимая растягивающая нагрузка находится по формуле:

(9.19)

где Q_р(1) – предельная растягивающая нагрузка, кН.

 

Допустимая длина 1- ой секции бурильных труб вычисляется по формуле:

(9.20)

Уточняем длину первой секции бурильных труб:

l₁ = 1697 – 100 -250 = 1347м

Рассчитаем вес первой секции труб в жидкости:

Прочность верхней трубы каждой секции при спуске их в клиновом захвате проверяется по формуле:

(9.21)

что выше допустимого значения 1, 15.

 

Турбинный способ бурения.

Длину НК принимаем равной 250 м. С целью повышения усталостной прочности составим его из труб из труб типа ТБПВ - 127х9, 19К (предел текучести σ _т=490 МПа, предел прочности σ _в=637).

Вес НК в жидкости вычисляем по формуле:

Возможный перепад давления в долоте при использовании гидромониторного эффекта по формуле:

Перепад давления в турбобуре найдем по формуле:

(9.22)

где Δ Р_Тб, Q_m, ρ _m – справочные значения перепада давления в турбобуре, подачи и плотности жидкости.

Растягивающее напряжение в верхнем сечении НК найдем по формуле:

Допустимая растягивающая нагрузка определяется по формуле:

где Q_р(1) – предельная растягивающая нагрузка для труб 1-й секции, кН, (Q_р(1)=1840 кН).

К_з – допустимый коэффициент запаса прочности для бурильных труб (К_з=1, 40)

Допустимую длину 1- ой секции бурильных труб вычислим по формуле:

Уточним длину 1-ой секции:

Вес первой секции труб в жидкости рассчитаем по формуле:

 

Проверим прочность верхней трубы каждой секции при спуске их в клиновом захвате. Примем длину плашек 400 мм и коэффициент С=0, 9:

что выше допустимого значения 1, 1.

Крутящий момент для свинчивания УБТ, изготовленных из стали «К» УБТ – 146 - 18 кНм

Для соединения труб ТБПВ – 127х9, 19 выбираем бурильные замки типа ЗП – 127 с внутренним диаметром 0, 101 м.

Результаты рассчетов сведены в таблице 9.2.

Таблица 9.2.

Сведения о типоразмерах УБТ, бурильных труб и интервалов расположения ступеней (секций)

 

Показатели	Номер секции
	УБТ	НК
Тип трубы	УБТ - 146	ТБПВ - 127	ТБПВ - 127
Наружный диаметр труб, мм
Продолжение табл. 9.2
Внутренний Диаметр труб, мм
Группа прочности материала труб	К	К	К
Интервал расположения секций, м	590 – 690	340 – 590	0 – 340
Длина секций, м
Нарастающий вес колонны, кН

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: