Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Бурение скважин

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Основные параметры буровых установок

Основными параметрами, которые следует учитывать при выборе буровой установки, являются грузоподъемность и поминальная глубина бурения.

Между номинальной глубиной бурения скважины и грузоподъемностью буровой установки существует определенная связь, которую можно найти при рассмотрении сил, действующих на буровую установку при подъеме снаряда из скважины.

При подъеме снаряда из вертикальной скважины баланс сил можно выразить следующим уравнением:

= 0СВ “ +^с + /V (3-1)

где ()э - нагрузка на элеватор, даН;

  • (9СВ - сила тяжести снаряда в воздухе, даН;
  • - выталкивающая сила жидкости, даН;
  • - сила сопротивления движению снаряда, даН;
  • - динамическая сила страгивания и разгона снаряда, даН.

Различают номинальную и максимальную грузоподъемности буровой

установки.

Номинальная грузоподъемность установки определяется по формуле

а. =о,і ил. (з.2)

где g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

дс - средняя масса (с учетом тела трубы и соединений) 1 м снаряда, кг/м;

Тн - номинальная глубина скважины, м.

Таким образом, номинальная грузоподъемность определяет возможности буровой установки по подъему колонн с глубины, ограниченной классом установки, без каких-либо осложнений и аварийных ситуаций.

Максимальная грузоподъемность - допустимая кратковременная нагрузка на элеваторе, обеспечивающая ликвидацию осложнения в скважине и не вызывающая отказов в работе узлов и деталей буровой установки. Она служит основой для расчета деталей и узлов подъемной системы буровой установки на статическую прочность. Поэтому масса и габаритные размеры узлов установки определяются величиной максимальной грузоподъемности. Таким образом, чем выше грузоподъемность буровой установки, тем легче ликвидировать осложнение, однако масса установки при этом будет более значительной.

Буровые установки 1-го и 2-го классов имеют максимальную грузоподъемность в 2 раза больше номинальной, установки 3-8-ых классов - в 1,6 раза.

Мощность, расходуемая на подъем колонны труб, можно рассчитать по формуле

С V

(3.3)

ДГ _ *Р >ф

п ~ л ’

Лпр^п

где Л/Л - мощность привода лебедки, Вт;

(7кр - максимальная нагрузка на элеваторе, Н; укр - скорость подъема элеватора, м/с;

>7, - коэффициент полезного действия передач от двигателя лебедки до элеватора;

Я„ - коэффициент длительной перегрузки двигателя (1,3 - для электродвигателя; 1,1—1,5 — для двигателя внутреннего сгорания).

Предельная скорость подъема элеватора по правилам техники безопасности ограничена 2 м/с.

Коэффициент г|пр в данном случае, рассчитывается по зависимости

Лпр^ЛсЛп, (3.4)

где цс - коэффициент полезного действия талевой системы;

гп - коэффициент полезного действия передач от двигателя к барабану лебедки (можно принимать равным 0,9).

Коэффициент полезного действия талевой системы рассчитывается по формуле

(3.5)

где

цш - коэффициент полезного действия шкива (0,98); тс - число подвижных ветвей талевой системы. Максимальную нагрузку на крюке определяют по формуле

о Л

р = я д<х.?4

1-

сой п+У^.рЛ

(3.6)

т У

где Кл - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления при подъеме труб из скважины, возникающие из-за кривизны скважины и труб; ас - коэффициент, учитывающий вес соединений труб; с{- вес метра труб, Н/м;

1С - длина колонны труб, м;

р°,р° - относительная плотность очистного агента и материала труб

  • (стальных труб р” = 7,85; для труб ЛБТ р?„ = 2,8);
  • 0ср - среднее значение зенитного угла на интервале длины поднимаемых труб,радиан;
  • - коэффициент трения труб о стенки скважины (/ф = 0,3-0,5).

Коэффициент Кд принимается в соответствие со значением зенитного угла 0ср: при 0С(, = 0-2 Кд = 1,2; при 0ср = 2-6 Кд = 1,25; при 0ср = 6-15 Кд = 1,6; при 0ср = 15-70 Кл = 2.

Коэффициент ас принимается равным 1,04-1,06 для бурильных труб ниппельного соединения и 1,06-1,1 для труб муфтово-замкового соединения.

Мощность, расходуемая при бурении установками вращательного бурения, складывается из следующих составляющих:

(3.7)

где А^з - мощность, расходуемая на забое скважины, Вт;

Л^Пр - мощность, расходуемая на вращение колонны бурильных труб, Вт; Ner - мощность, расходуемая в трансмиссии и узлах бурового станка, Вт. Мощность двигателя для привода бурового насоса рассчитывается по

формуле

(3.8)

где <2 - подача насоса, м3/с;

р - давление нагнетания, кПа;

г|„ - коэффициент полезного действия насоса (г|„ = 0,75-0,85); ц - коэффициент полезного действия передач от двигателя к насосу. Для практических расчетов принимается (г|„г| = 0,75-0,85).

По мощности, рассчитываемой по зависимостям (3.7 и 3.8), выбирают мощность привода буровой установки и бурового насоса.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>