1. Загальні відомості
Виходячи з призначення або характеру виконуваних за їх допомогою робіт, установки для обертального буріння поділяються на наступні типи.
1. Установки для експлуатаційного і глибокого розвідувального буріння, які використовують для оконтурювання і розробки родовищ, для проводки нагнітальних свердловин, для створення підземних сховищ і інших цілей.
2. Установки для структурного і пошукового буріння, тобто для сейсморозвідки, пошуків структур з відбором керну, пошуків родовищ свердловинами малого діаметру і випробування продуктивних горизонтів.
3. Установки для освоєння, випробування і капітального ремонту свердловин.
На рис. 1 наведений загальний вигляд бурової установки обертального буріння.
Головним показником бурової установки є вантажопідйомність – спроможність сприймати навантаження, які виникають в процесі буріння. Вантажопідйомність визначає можливість використання даної установки для буріння конкретної свердловини або групи свердловин.
Навантаження на гаку, яке відповідає найбільшій вазі бурильної колони, що допустиме при нормальній тривалій роботі бурової установки, характеризує експлуатаційні якості бурової установки і визначає її найважливіший параметр – номінальна вантажопідйомність.
Максимальне навантаження на гаку, яке сприймає бурова установка при спуску обсадних колон і ліквідації прихватів, визначає інший важливий параметр установки – максимальну вантажопідйомність.
Розмежування номінальної и максимальної вантажопідйомності необхідно не тільки при розробці конструкції розрахунку вузлів і деталей, але і при експлуатації для правильного вибору типорозміру бурової установки.
2. Вибір типу бурової установки
Для вибору типу бурової установки необхідно визначити статичне навантаження, яке діє на гак з боку:
– колони бурильних труб при бурінні під проміжну колону з урахування ваги ОБТ;
– проміжної колони;
– колони бурильних труб при бурінні під експлуатаційну колону з урахування ваги ОБТ;
– експлуатаційної колони.
Рис. 1. Загальний вигляд бурової установки обертального буріння:
1 – приймальна ємність; 2 – бурові насоси; 3 – нагнітальна лінія; 4 – силовий блок; 5 – буровий рукав; 6 – вертлюг; 7 – лебідка; 8 – ведуча труба; 9 – індикатор ваги; 10 – машинні ключі; 11 – стояк; 12 – ключ АКБ-3М2; 13 – підсвічник; 14 – ротор; 15 – превентор; 16 – ручний привод превентора; 17 – трубний стелаж; 18 – вихід розчину в жолоб; 19 – блок очистки розчину (А – вібросито; Б – гідроциклони; В – жолобна система); 20 – кондуктор
Для розрахунку статичного навантаження використовують формулу
,
де К – коефіцієнт, який враховує затягування і прихвати колони, дорівнює К = 1,25;
Q – вага колони;
п.р. – густина промивальної рідини (розрахувати її для даних практичного заняття № 4);
м – щільність матеріалу труб.
На основі отриманих даних, враховуючи технічні характеристики бурових установок, вибирають бурову установку.
3. Визначення оснастки талевої системи
Для визначення типу оснастки талевої системи з урахуванням ваги найбільш важкої колони використовують формулу
,
де Т – кількість роликів талевого блока;
Qг – статичне навантаження на гак від ваги найбільш важкої бурильної колони;
Рк – розривне навантаження для талевого каната, який вибрано (табл. 1);
К1 – запас міцності талевого каната на розрив (К1 = 3-5).
Таблиця 1
Діаметр канату |
Маса 1000 м, кг |
Розривне зусилля канату, кН, при маркувальній групі МПа |
||
1568 |
1666 |
1764 |
||
25 |
2450 |
349,0 |
371,0 |
393,0 |
28 |
3000 |
440,0 |
467,7 |
495,0 |
32 |
3800 |
546,9 |
581,0 |
615,0 |
35 |
4640 |
659,0 |
700,0 |
741,5 |
38 |
5450 |
781,7 |
830,5 |
879,5 |