6 Расчет гидромониторной системы промывки долота

Промывка или продувка скважины должны обеспечивать полное и своевременное удаление шлама с забоя и из скважины, а также обеспечивать работу гидравлических забойных двигателей. Поэтому расход Q бурового раствора предварительно подбирается из этих трех названных условий и принимается наибольший.

В курсовой работе ограничиться выбором Q из условия очистки забоя:

Q = q_удS_з, (6.1)

где q_уд – удельный расход бурового раствора, м³/см² или м/с; S_з – площадь забоя скважины:

S_з = 0,785D², (6.2)

где D - диаметр долота, м. Величина q_уд находится в пределах 0,57…0,65 м/с (для кристаллических пород принять q_уд = 0,57, а для песчано-глинистых обломочных – q_уд = 0,65 м/с).

В случае гидромониторного долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости v_и из насадок от 60 до 120 м/с. Гидромониторный узел долота показан на рисунке 6.1. Стрелкой показан вектор скорости v_и, а размерными линиями – расчетный диаметр d насадки.

Условие v_и > 60 м/с вытекает из необходимости обеспечения гидромониторного эффекта на забое скважины. В противном случае применение долота с гидромониторной системой промывки не имеет смысла.

П

1 - корпус долота;

2 - насадка;

3 - резиновое уплотнительное кольцо;

4 - гвоздь, крепящий насадку в корпусе долота

Рисунок 6.1- Гидромониторный узел долота с гвоздевым креплением насадки

о величине выбранного расхода жидкости Q и скорости истечения рассчитать диаметры d насадок и перепад давления на гидромониторном долоте.

Площадь канала S насадки трехшарошечного долота

S = . (6.3)

Рассчитать площадь S₁ по величине v_и = 60 м/с и S₂ по величине v_и =120 м/с. По рассчитанным величинам S из таблицы 6.1 выбрать стандартные насадки ближайших бόльших диаметров.

Таблица 6.1 - Характеристики стандартных насадок

dн, мм	6,4	7,1	7,9	8,7	9,5	10,3	11,1
Sн, мм2	32	40	47	59	71	83	97

dн, мм	11,9	12,7	14,3	15,9	17,5	19,1	20,6	22,2
Sн, мм2	111	127	160	198	240	286	333	387

По выбранным диметрам насадок рассчитать соответствующие им перепады давления на долоте по формуле

р_д = , МПа, (6.4)

где Q - выбранный расход бурового раствора, м³/с; ₁ – плотность бурового раствора для заданного интервала бурения, кг/м³;  – коэффициент расхода (принять  = 0,9); S_н – площадь канала выбранной стандартной насадки, м².

7 Основные итоги работы

Выписать рассчитанные параметры, характеризующие режим бурения:

1. плотность выбранного бурового раствора;

2. основное и резервное шарошечные долота;

3. частоту вращения долот (по заданию);

4. диапазоны осевых нагрузок по областям разрушения на выбранные долота;

5. требуемые диаметры гидромониторных насадок (от - до).

В качестве ожидаемых показателей работы долот выписать области разрушения горной породы, а также долговечность вооружения и опор долот. При определении диапазона осевых нагрузок по областям разрушения долотом 1-го класса в качестве нижних значений нагрузки принять минимальные для соответствующих (заштрихованных на рисунке 4.3) областей, а в качестве верхних значений – предельную нагрузку на долото.

Окончательные результаты расчетов в курсовой работе оформить в виде таблицы 7.1.

Таблица 7.1 - Расчетные параметры режима и ожидаемые показатели бурения интервала

Интер-вал, м	1, кг/м3	nд, об/мин	Тип до-лота	Диа-метр наса-док, мм	Области разруше-ния породы	G по областям разруше-ния, кН	Стойкость, ч
							Т0,75	То

Подводя итоги работы, сделать вывод об основном и резервном шарошечном долоте и преимущественной области разрушения горной породы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Ашмарин И.П., Васильев Н.Н., Абросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1975. – 78 с.

2 Масленников И.К. Буровой инструмент: справочник. – М.: Недра, 1989.- 430 с.

3 Попов А.Н. Разрушение горных пород: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. – 152 с.

4 Технология бурения нефтяных и газовых скважин: учебник для вузов /под общ. ред. А.И. Спивака и Л.А. Алексеева. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2007. – 508 с.

СОДЕРЖАНИЕ