Расчёт бурильной колонны
Проектировочный расчет бурильных колонн заключается в выборе наиболее рационального варианта компоновки бурильной колоны из множества возможных вариантов. Возможные критерии выбора: минимизация веса колонны, стоимости применяемых труб, уменьшение количества секций до заданного. Целью данного расчета является определение нагрузок, действующих на бурильную колонну, длины, веса, размера, типа бурильных труб, проверка на усталостную прочность, расчет замковых соединений.
Расчет УБТ
По справочнику бурового мастера под общей редакцией В.П. Овчинникова, С.И. Грачева, А.А. Фролова определяем диаметры УБТ, стальных труб, ЛБТ. Наружный диаметр dн.ст.тр, м, стальных труб
Наружный диаметр dн.ЛБТ, м, легкосплавных бурильных труб
Наружный диаметр dн. УБТ, м, утяжеленных бурильных труб
Интервал 0 –467 м.:
Принимаем
Принимаем
Принимаем УБТ диаметром 178 мм. Внутренние диаметры стальных труб, ЛБТ, УБТ соответственно равны: dв.ст.тр. = 108,6 мм, dВ.ЛБТ = 125 мм, dВ.УБТ = 80 мм Аналогично производим расчеты для других интервалов и данные представим в табл. 11. Таблица 11. – Результаты расчетов
Проверяем достаточность жёсткости 1-й ступени согласно формуле:
где D0, d0- наружный и внутренний диаметры УБТ, м; D0k, t0k – наружный диаметр и толщина стенки обсадной колонны, м
При бурении под эксплуатационную колонну: 1,05>0,871 При бурении под кондуктор: 0,828>0.725 Расчет длины УБТ Длину УБТ определяем из условия придания нижней части бурильной колонны необходимых динамических свойств по формуле:
где с = 5100 м/с - скорость распространения звука в материале труб; l1 – длина бурильного инструмента от забоя до УБТ, l2 – длина инструмента от забоя до верхней осевой опоры ГЗД, l2=2,8 м., Тд -период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя
где R- радиус долота, n– частота вращения долота, необходимая для объемного разрушения породы, Е – модуль упругости, Е=2,1×10 F – площадь поперечного сечения тела динамически активного участка вала ГЗД,
с – скорость звука в материале, с=5100 м/с,
Длина труб УБТ
где l1 – длина бурильного инструмента от забоя до УБТ, l2 – длина инструмента от забоя до верхней осевой опоры ГЗД, l2=1,5 м., Длина стальных труб
где в – коэффициент учитывающий Архимедову силу
где
где Qmin - минимальный расход, который необходим для очистки забоя от выбуренной породы, Fкп - площадь кольцевого пространства,
где
Длина ЛБТ:
Интервал 0-467 метров:
l1= 0,4+0,4+8,21=9,01 м., l2=1,5 м.,
На данном интервале принимаем длину УБТ: lу ≈ 12 м.
Vм = 60 м/ч = 0,016 м/с, Qmin = 0,049 м3/с, Fкп = 0,089 м2.
Принимаем длину стальных труб: lст = 262,5 м, nст=21 Длина ЛБТ
Принимаем длину ЛБТ: lЛБТ = 187,5 м, nлбт=15. Остальные интервалы рассчитываются по вышеприведенной методике. Результаты сводятся в табл. 12. Таблица 12. – Результаты расчетов
Определение растягивающих напряжений
где КД - коэффициент динамичности при подъеме или спуске колонны КД = 1,3; FТЛ - площадь поперечного сечения тела ЛБТ, м2
где dнл, dвл – соответственно наружный и внутренний диаметры ЛБТ, мм Fв - площадь поперечного сечения канала труб, м2:
где РТ, РД – соответственно перепады в турбобуре и долоте, МПа; РТ = 4 МПа; РД = 4,0 МПа, bл - величина b для ЛБТ
проверяется выполнение условия:
где
Кз - коэффициент запаса прочности для бурильных труб при бурении с забойным двигателем, Кз = 1,3-1,8 в зависимости от условий проводки скважины и типа труб; Кз = 1,6
Условие выполняется, принимается данная компоновка. Сводная компоновка бурильных труб представлена в таблице 13.
Таблица 13. – Параметры компоновок бурильной колонны
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|