2 .9 Обоснование компоновки бурильной колонны

При бурении скважин на Самбургском месторождении используют бурильную колонну, состоящую из утяжеленных и стальных бурильных труб. Диаметр бурильных труб, входящих в компоновку бурильной колонны D_УБТ, м, D_ТБПК, м, можно определять по формулам (2), (3), но учитывая анализ промысловых данных и экономические факторы выбираем следующие типы труб и соответствующие им характеристики. Результаты выбора сносим в таблицу 16.

D_УБТ = (0,75…0,85)D_д; (2)

D_ТБПК = (0,6…0,66)D_д, (3)

где

D_УБТ, D_ТБПК – диаметр утяжеленных, стальных бурильных труб соответственно, м;

D_д – диаметр долот, м;

Таблица 16 – Характеристики бурильных труб

Интервал, м		Тип трубы	Наружный диаметр, мм	Группа прочности материала	Толщина стенки, мм
от (верх)	до (низ)
0	450	УБТ ТБТ	209,5 127	Е Е	63,5 25,5
450	1650	Н УБТ ТБТ DPS	209,5 127 125,2	Е Е S	63,5 25,5 8,3
1650	3152	УБТ ТБТ DPS	132 127 15,2	Е Е S	15,1 25,4 8,3
3152	3157	ТБТ DPS	89 87	Е S	18,3 8,4

Для интервалов, которые бурятся турбинным способом, расчёт проводится по следующим формулам:

Период продольных зубцовых вибраций долота Т_д, с, с учетом деформируемости забоя:

, (4)

где

- шаг зубьев на периферийном венце,

R- радиус долота,

n – частота вращения долота, необходимая для объемного разрушения породы,

Е – модуль упругости, Е=2,110 МПа,

F – площадь поперечного сечения тела динамически активного участка вала ГЗД,

- угол наклона оси шарошки к оси долота,

- коэффициент, который учитывает изменение частоты вращения вала ГЗД,

- динамическая нагрузка на долото, кН

=0,25

- статическая нагрузка на долото, кН

=0,85

Длину УБТ ℓ_УБТ, м, определяем из условия придания нижней части бурильной колонны необходимых динамических свойств по формуле:

ℓ_УБТ = (ℓ_т - ℓ_п), (5)

где

с = 5100 м/с – скорость распространения звука в металле труб;

ℓ_т – длина ГЗД (табл. 18), м;

ℓ_п – расстояние от забоя до осевой опоры ГЗД (табл. 18), м;

Т_д – период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя;

Длину стальных труб ℓ_СБТ, м, рассчитываем из условия создания недостающей нагрузки на долото:

ℓ_СБТ = , (6)

где

G – осевая нагрузка на долото (табл. 2.10.1), Н;

G_УБТ – вес УБТ, Н;

G₃ – вес забойного двигателя (табл. 18), Н;

q_ПК – вес 1м стальных труб, Н;

в_а – коэффициент, учитывающий Архимедову силу:

, (7)

где

ρ_ж, ρ_ПК – плотность промывочной жидкости и труб ПК соответственно, кг/м³;

Исходные данные и результаты расчетов сведены в табл. 17, 18.

Т аблица 17 – Длины УБТ

Интервал, м	ℓт, м	ℓп, м	ℓУБТ, м
0 – 450 450 – 1651 1651 – 3740 3740 – 4540	8,3 10,16 4,09 4,06	2,8 2,8 2,8 2,8	9,4 9,4 2,92 -

Таблица 18 – Длины труб ТБТ и DPS

Интервал, м	Gу, Н	G3, Н	ℓТБТ, м	ℓDPS, м
0 – 450 450 – 1651 1651 – 3740 3740 – 4540	22000 22000 3000 -	21900 2200 6000 3000	123,5 142,5 84 56	306,25 1463,24 3624,97 4452,59