Проект бурения и крепление эксплуатационной скважины на Песчаной площади Краснодарского края (стр. 5 из 13)
,где λ – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений при движении в трубах;
Q – расход бурового раствора, л/с;
γ – удельный вес раствора, г/см3;
d – внутренний диаметр бурильных труб, см;
Lэ – эквивалентная длина наземных трубопроводов, которая определяется по формуле:
где dН, LН – внутренний диаметр и длина нагнетательной линии, идущей от буровых насосов к стояку;
dсLс – внутренний диаметр и длина стояка с буровой;
dшLш – внутренний диаметр и длина бурового шланга;
dвLв – внутренний диаметр ствола вертлюга и его длина;
dэ.фLэ.ф. – диаметр и эквивалентная длина фильтра, устанавливаемого под ведущей трубой;
dв.тр.Lв.тр. – внутренний диаметр и длина ведущей трубы.
=98,5 
где Lб – длина бурильной колонны, м;
lэ – эквивалентная длина замковых соединений, м;
l – расстояние между замковыми соединениями, м.
где λ1 – коэффициент гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в кольцевом (затрубном) пространстве;
Дс – диаметр скважины (долота), см;
dН – наружный диаметр бурильных труб, см.
Потери давления от замковых соединений в кольцевом пространстве составляют небольшую величину, поэтому ею обычно пренебрегают.
Потери напора, кГс/см2, в долоте зависят от конфигурации промывочных отверстий, от количества и площади их сечения, расхода очистного агента (бурового раствора).
где С – коэффициент, характеризующий потери напора в промывочных отверстиях долота, который можно вычислить по формуле:
где μ – коэффициент расхода,
f0 – суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см2.
Вычислим суммарные потери напора:
Таким образом, технологически необходимое количество (расход) промывочной жидкости для обеспечения своевременного и бесперебойного выноса шлама из забоя по затрубному пространству и очистки ствола скважины с учетом потерь давления, обеспечит нам насос УНБ-600.
Конструкция трехпоршневого насоса УНБ-600.
Трехпоршневой буровой насос одностороннего действия УНБ-600, выпускаемый ПО "Уралмаш", по принципиальному устройству отличается гидравлической частью, в которой с целью уменьшения мертвого пространства всасывающий и нагнетательный клапаны размещены на одной оси. Это, усложняет конструкцию и извлечение всасывающего клапана и втулки цилиндров.
Гидравлическая часть его состоит из всасывающего коллектора и всасывающего компенсатора-колпака, гидравлической коробки, в которой размещены три цилиндра с поршнями, втулками и клапанами, сбрасывающей линии, предохранительного клапана, нагнетательного коллектора с компенсатором высокого давления. Вращение трансмиссионного вала от двигателя передается клиноременной или цепной передачей. Гидравлическая коробка прикреплена к станине при помощи болтов. Насос смонтирован на раме-салазках.
Буровой раствор поступает в нагнетательную камеру из всасывающего коллектора через всасывающий клапан, при ходе влево поршня со штоком. Последний соединен быстросъемным хомутом с контрштоком, который соединен резьбой с ползуном. При ходе вправо поршень выталкивает раствор из камеры через нагнетательный клапан в напорный коллектор. Трансмиссионная часть насоса состоит из вала с зубчатой шестерней, передающей вращение зубчатому колесу, укрепленному на коренном валу. На этом валу смонтированы на роликоподшипниках шатуны, соединенные пальцем с ползуном. Станина насоса имеет съемную крышку. Втулки цилиндров крепятся к гидравлической коробке быстросъемным соединением, а крышки клапанов – зажимами.
Техническая характеристика УНБ-600:
Мощность, кВт:
приводная……………………………………………………………..600
Число поршней……………………………………………………………3
Число камер……………………………………………………………….3
Число двойных ходов поршня в 1 мин………………………………..125
Длина хода поршня, м…………………………………………………0,29
Диаметр цилиндрических втулок, м:
наибольший ………………………………………………………....0,18
наименьший……………………………………………………….....0,14
Подача насоса, м3/с:
наибольшая .………………………………………………………..0,046
наименьшая ………………………………………………………...0,028
Идеальная подача на один оборот кривошипного вала, л:
наибольшая .…………………………………………………………22,1
наименьшая ………………………………………………………....13,3
Давление на выходе, МПа:
наибольшее .…………………………………………………………...32
наименьшее ………………………………………………………........19
Диаметр штока, мм………………………………………………………60
Частота вращения трансмиссионного вала, об/мин………………….566
Передаточное число редуктора насоса……………………………….4,45
Нагрузка на шток, кН…………………………………………………..490
Диаметр клапана, мм…………………………………………………...145
Диаметр трубопровода, мм:
всасывающего………………………………………………………...230
нагнетательного………………………………………………………100
Габариты, м:
длина………………………………………………………………….5,45
ширина……………………………………………………………….3,21
высота………………………………………………………………...2,88
Масса насоса без шкива, т……………………………………………..22,5
2.3.4 Выбор буровой вышки и расчет талевой системы
Вышка используется для проведения спускоподъемных операций и удержания бурового снаряда во время бурения. Ее выбор осуществляется по высоте Н, м, и по грузоподъемности Q.
Определим высоту вышки (Н, м) по формуле:
,где k – коэффициент, предупреждающий затягивание бурового снаряда в кронблок при его переподъеме (обычно k=1,2 – 1,5);
Lсв. – длина свечи, зависящая от глубины скважины, м.
Принимаем k = 1,5; Lсв.=28 м.
Таким образом, вышка ВМА-45*200-1, входящая в комплект выбранной буровой установки, вполне подходит для выполнения проектируемых работ.
Подъемная система установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кранблока, талевого (подвижного) блока, стального каната, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой и механизмом крепления неподвижного конца каната.
По мере увеличения глубины скважин вес бурильных колонн, которые приходится спускать и поднимать, увеличивается, а максимальная скорость намотки ведущей струны талевого каната на барабан лебедки остается практически неизменной для буровых установок разных классов. Поэтому для каждой установки применяют талевую систему со своей кратностью полиспаста от 4 до14. Это достигается применением различных оснасток.
Произведем расчет оснастки и выбор талевого каната.
Вычислим количество рабочих ветвей по формуле:
,где Qкр – вес бурового снаряда, Н;
Pл – грузоподъемность лебедки станка, Н;
Ηm – КПД талевой системы, равный 0,8 – 0,9.
Так как наибольший вес (122,25 т) буровой снаряд будет иметь при бурении под эксплуатационную колонну, то производить расчет будем только для этой колонны:
(принимаем 8 ветвей).Общее количество ветвей каната при симметричной системе равно:
m0 = m + 2
m0 = 8 + 2 = 10.
Следовательно, будет применяться оснастка 4 х 5.
Длина талевого каната в оснастке Lо.с. зависит от числа струн m в ней и полезной высоты вышки hП.
Lо.с. = (m + 2)*hП + l3, где l3 = 30 м – длина каната, наматываемого на барабан.
Lо.с. = (8 + 2)*42 + 30 = 450.
Тогда вес каната Gк = Lо.с.*qк, где qк – вес 1 м каната.