Проект разбуривания участка в районе деятельности БП "ТЮМЕНБУРГАЗ" (стр. 5 из 16)

1) Глубина скважины по стволу – 1300м;

2) Тип долота – III-215,9 Т-ЦВ;

3) Конструкция низа бурильной колонны:

· долото III-215,9 Т-ЦВ;

· центратор Æ 215,9 мм;

· калибратор Æ 212,7 мм;

· турбобур 3ТСШ1-195;

· УБТ Æ 178 мм – 10 м;

· ТБПВ 127х9;

· ЛБТ 147х9;

4) Параметры промывочной жидкости:

· r = 1100 кг/м³;

· УВ = 25¸30 сек;

· ПФ = 5¸6 см³/30мин.

а) Выбор расхода промывочной жидкости:

– выбор расхода промывочной жидкости осуществляется исходя из условия удовлетворительной очистки забоя:

где q = 0,65 м/с – удельный расход;

F_з – площадь забоя;

где D_c – диаметр скважины;

где D_д – диаметр долота.

Интервал 0 – 550 м:

D_д = 259,3 мм;

D_с = 0,2953*1,05 = 0,310 м;

м²;

м³/с.

Интервал 550 – 1300 м:

D_д = 215,9 мм;

D_с = 0,2159*1,05 = 0,227 м;

м²;

м³/с.

– выбор расхода, исходя из условий выноса наиболее крупных частиц шлама:

где U_oc – скорость оседания крупных частиц шлама;

F_кп – площадь кольцевого пространства, м²;

где d_ш – средней диаметр крупных частиц шлама;

r_п – плотность породы, кг/м³;

r - плотность промывочной жидкости, кг/м³;

d_ш =0,0035+0,0037*D_д;

где D_тр – диаметр турбобура, м.

Интервал 0 – 550 м:

d_ш =0,0035+0,0037*0,2953 = 0,0046 м;

0,37м/с;

м²;

м³/с.

Интервал 550 –1300 м:

d_ш =0,0035+0,0037*0,2159 = 0,0043 м;

0,39м/с;

м²;

м³/с.

– выбор расхода из условия нормальной работы турбобура:

где М_уд – удельный момент на долоте;

G – вес турбобура;

М_с – момент турбобура при расходе Q_c жидкости r_с ;

r - плотность жидкости, при которой будет использоваться турбобур.

к – коэффициент учитывающий потери момента в осевой опоре турбобура равный 0,03;

Интервал 550 – 1300 м:

Параметры забойного двигателя 3ТСШ1-195:

G = 4790 кг; М_с = 1,5 кН*м; Q_c = 0,03 м³/с; r_с = 1000 кг/м³;

М_уд = 6 Н*м/кН; r = 1100 кг/м³.

м³/с.

Из трех расходов Q₁, Q₂, Q₃ выбираем максимальный расход: Q = 0,048 м³/с в интервале 0 – 550 м; Q = 0,026 м³/с в интервале 550 – 1300 м; и далее в расчетах будем принимать этот расход.

б) Определим перепады давлений во всех элементах циркуляционной системы:

Потери давления в ЛБТ:

D_лбт = 147 мм; t = 9 мм; l_лбт = 428 м; r = 1100кг/м³;

- определим динамическое напряжение сдвига - t₀:

t₀ = 8,5*10^-3*r-7 = 8,5*10^-3*1100-7 = 2,35 Па;

- определим динамическую вязкость раствора - h;

h = (0,004¸0,005)* t₀ = 0,005* 2,35 = 0,0118Па*с;

- определим скорость течения потока – U;

где Q = 0,026 м³/с – выбранный расход;

S – площадь рассматриваемого сечения;

м²;

1,2 м/с;

- определим число Ренольдса в ЛБТ (Re):

3159;

- определим коэффициент гидравлического сопротивления в ЛБТ (l):

0,027;

- потери давления в ЛБТ (DR):

0,07 Мпа;

Результаты расчетов S, U, Re, l, DR сводим в таблицу 2.9.

Потери давления в СБТ:

D_cбт = 127 мм; t = 9 мм; l_cбт = 720 м; S = 9.3*10^-3 м²; r = 1100кг/м³;

Динамическое напряжение сдвига – t₀ и динамическая вязкость раствора – h, остаются без изменения. t₀ =2,35 мПа; h = 0,0118 Па*с.

- определение скорости течения потока жидкости (U):

м/с;

- определим число Рейнольдса в СБТ (Re):

;

- определим l в СБТ:

;

- потери давления в СБТ (DR):

0,65МПа;

Потери давления в турбобуре 3ТСШ1-195:

Потеря давления в долоте

– Определим перепад давления в кольцевом пространстве между забойным двигателем и стенкой скважины, где D_c = 0,227 м; D_н = 0,195 м – наружный диаметр забойного двигателя; L_зд = 26 м. Методика расчетов аналогична. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.8.

Перепад давления в кольцевом пространстве СБТ и УБТ считаются аналогично.

- Определим перепад давления в кольцевом пространстве между ЛБТ и кондуктором, где L = L_к = 550 м; D_c = D_вн^к = 0,2267 м – внутренний диаметр кондуктора;

Остальные расчеты аналогичны и сводятся в таблицу 2.9.

- Определим перепад давления в замках ЛБТ по формуле:

где e_р – коэффициент, используемый при расчете;

где D_вн = 0,129 м – внутренний диаметр ЛБТ 147х9;

d_н = 0,110 м – внутренний диаметр ниппеля;

l_т = 12 м – длина трубы ЛБТ;

Результаты заносим в таблицу 2.9.

- Определим потери давления в поверхностной обвязке буровой по формуле:

где а – коэффициент потери давления;

Определим потери давления в вертлюге, ведущей трубе, шланге, стояке, манифольде:

Суммарные потери в поверхностной обвязке буровой:

Общие потери равны:

Таблица 2.9

Расчеты результатов

Элементы циркуляционной системы	L, м	d, мм	D, мм	S, м2	U, м/с	Re*	l	DR, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Манифольд	–	–	–	–	–	–	–	0,1
Стояк	–	–	–	–	–	–	–	0,03
Грязевый шланг	–	–	–	–	–	–	–	0,02
Вертлюг	–	–	–	–	–	–	–	0,03
Квадрат	–	–	–	–	–	–	–	0,02
ЛБТ	428	129	147	0,013	1,2	3159	0,027	0,07
СБТ	720	109	127	0,009	2,7	6699	0,025	0,65
УБТ	132	90	178	0,006	4,7	18247	0,022	0,41
Турбобур	26	–	–	–	–	–	–	5,10
Долото	–	–	f = 2,87*10-4 м; mu = 0,94					6,06
к.п. турбобура	26	195	227	0,01	2,5	3653	0,026	0,1
к.п. УБТ	139	178	227	0,015	1,7	6303	0,025	0,03
к.п. СБТ необсажен.	585	127	227	0,027	0,9	1875	0,029	0,6
к.п. СБТ обсаженное	122	127	227	0,027	0,9	1875	0,029	0,1
к.п. ЛБТ	428	147	227	0,023	1,1	2773	0,028	0,05
DRкпзамки необсажен.	–	–	–	–	–	–	0,001
DRкпзамки обсажен.	–	–	–	–	–	–	0,0001
SDR	13,39

Выбираем насос, исходя из суммарных потерь в циркуляционной системы. Выбираем из условия [P] > SDR, где [P] допускаемое рабочее давление насоса; SDR = 13,39 Мпа;

По таблице 56 [] выбираем буровой насос с [P] = 13,9 МПа при диаметре втулок d_вт = 170 мм –У8-6МА.