5.Расчет необходимой мощности буровой лебедки, при подъеме бурильной колонны наибольшего веса. Сравнение с номинальной мощностью, вывод о резерве производительности
Мощность лебедки
определяется полезной мощностью на ее
барабане, которая должна быть достаточной
для выполнения спуско-подъемных операций
и аварийных работ при бурении и креплении
скважин заданной глубины и конструкции.
Оптимальная мощность буровой лебеди
определяется из условий подъема наиболее
тяжелой бурильной колонны для заданной
глубины бурения с расчетной скоростью
=0,4÷0,5
м/с:
=
где
максимальный вес бурильной колонны;
вес поступательно движущихся частей
талевой системы;
КПД
талевой системы.
Резерв производительности буровой лебедки определяется по формуле:
R=
*100%
где
-
номинальная мощность на подъемном валу
лебедки, указанная в ее характеристиках.
Расчет:
1510
кН
=0,825
, т.к. кратность талевой системы 6x7
Масса талевого блока 9,6 т (вес поступательно движущихся частей талевой системы)
9,6
т=9600 кг=94080 Н
=
=
=777735,75
Н=777 кВт
кВт
Оптимальная мощность на 323 кВт больше своей номинальной мощности.
Вычисляем резерв производительности буровой лебедки:
R=
*100%=
29%
Вывод: Резерв производительности лебедки составляет четвертую часть от всей производительности буровой лебедки.
6.Расчет необходимой подачи и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения
Выбор диаметра долота для бурения по эксплуатационную колонну осуществляют
в зависимости от диаметра муфты используемых обсадных труб.
где DД
- диаметр
долота; Dм
- диаметр муфты
обсадной трубы;
диаметральный
зазор между стенками скважины и муфтами обсадных труб.
Эксплуатационная
колонна:
Принимаем
Подачу буровых
насосов выбирают на основе требований,
предъявляемых технологией промывки
скважин. От подачи буровых насосов
зависит эффективность роторного бурения
и нормальная работа забойных двигателей.
Для эффективной очистки скважины от
шлама и для обеспечения рабочего режима
забойных гидравлических двигателей
скорость восходящего потока
=0,4-0,5
(под техническую и эксплуатационную
колонну).
Подача насоса (м3/с)зависимости от скорости потока жидкости , м/c :
Где
-площадь
затрубного пространства ,м2
:
(
2-
2),
-диаметр долота, м, -диаметр бурильных труб, м.
Подачу буровых насосов принято выражать в л/с (литры в секунду), 1 м3/с = 1000 л/с.
Расчет:
Вычисляем площадь затрубного пространства:
( 2- 2)=3.14/4*(0.29532-0.1402)=0.785*(0,08720209-0,0196)=
=0.053 м2
Вычисляем подачу насоса:
=0.053*0.5=0.0265 м3/с=30 л/с
Давление на выходе бурового насоса зависит от потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений в манифольде, бурильной колонне, забойном двигателе, долоте и затрубном кольцевом пространстве. Гидравлические сопротивления подразделяют на линейные, обусловленные силами трения и местные, обусловленные изменением величины скорости и направления потока. Линейные гидравлические сопротивления возникают в бурильных трубах и кольцевом затрубном пространстве. Местные сопротивления – в замках бурильных труб, промывочных отверстиях долота, проточных каналах забойных двигателей, обратных клапанах и задвижках. Полная потеря давления определяется арифметической суммой линейных и местных потерь давления. Сумма потерь давления в манифольде, бурильных трубах, замках, УБТ, на забойном двигателе, на долоте, в кольцевом затрубном пространстве :
P=
Разностью статических давлений в практических расчетах пренебрегают.
В конце бурения технической колонны потери давления определяться как
P=
+
Потери давления
в манифольде
=1÷2
МП
Значения линейных потерь давления на единицу длины для различных труб и кольцевого пространства приводятся в литературе [3].
Потеря давления в замках бурильных труб:
=0,3
Потеря давления на долоте (МПа) определяется выражением:
Расчет:
P= + ;
=2 МПа;
lбт=L- =2200-233=1967 м;
dбт вн=140-2*12=140-24=116 мм=0,116 м;
=λ*ρ
=
=1641608
Па=1,6 Мпа;
=0,3 =0.3*1,6=0,48 МПа;
dубт=0,09 м;
lубт=233 м;
=
λ*ρ
=0,02*1200*
=0,7
Мпа;
=
=0,001
МПа;
=
λ*ρ
=
=
=
=57532
Па=0,05 Мпа;
=
λ*ρ
=
=
=49186
Па=0,05 Мпа
=
λ*ρ
=
=
=2692
Па=0,002 Мпа
P= + =
=2+1,6+0,48+0,7+0,001+0,05+0,05+0,002=4,883 Мпа
Гидравлическая мощность буровых насосов (кВт) рассчитывается как
N=p*Q,
где p -суммарные потери давления, МПа; Q- подача бурового насоса, л/с.
N=4,883*30=146,49 кВт