Проектирование буровых работ с целью предварительной разведки месторождения Родниковое (стр. 7 из 15)

Для подачи промывочной жидкости от насоса через нагнетательный рукав во вращающуюся колонку бурильных труб выбираем сальник типа СА. Сальник СА позволяет бурить на высоких частотах вращения бурильной колонны.

Техническая характеристика сальника СА

Давление промывочной жидкости, кгс/см²…………….……………….80

Максимальная частота

Вращение снаряда, об/мин…………………………………….…….1200-1500

Диаметр отверстия ствола, мм………………………….………….…….22

Присоединительная резьба переходника…………….….Замковое З-П-50

ГОСТ 79/8 – 75

Длина, мм………………………………………………………….….400

Масса, кг……………………………………………………………….9,8

Для крепления ствола скважины до глубины 4,5 м применяем обсадные трубы диаметром 89 мм и длиной 1,5 и 3 м соединенных между собой ниппелями.

Для дальнейшего крепления 25 м применяем обсадные трубы диаметром 73 мм и длиной 4 и 6 соединенных между собой ниппелями

Вспомогательный инструмент для СПО

Применяем следующий перечень ключей для свинчивания и развинчивания колонковых, обсадных и бурильных труб:

1.Шарнирные ключи для бурильных труб состоящие из двух скоб, соединенных между собой шарнирно на осях и рукоятки, размером 50 мм.

2. Шарнирные ключи для обсадных и колонковых труб принципиально на отличаются от шарнирных ключей для бурильных труб и состоящий из трех скоб и рукоятки, двух съемных сухарей. Шарнирный ключ имеет размер 73/89 мм.

3. Ключи короночные типа КК предназначенные для навинчивания и развинчивания твердосплавных и алмазных коронок, колонковых труб и других деталей колонковых наборов. Применяемые короночные ключи имеют следующие размеры: 59 76, 93 мм.

4. Универсальные шарнирные ключи типа КШ предназначены для твердосплавных, алмазных коронок, корпусов кернорвателей, переходников, колонковых, обсадных и бурильных труб. Применяемые ключи типа КШ имеют следующие размеры: 59 76, 93 мм.

5. Отбойные ключи для замков и ниппельной служат для захвата деталей замков и ниппелей за прорезы. Применяем отбойные ключи М3-50.

При спуске колонны обсадных труб в скважину применяем хомуты размером 73 и 89 мм.

Для механизации спуско-подъемных операций применяем следующие инструменты:

1. Элеватор, МЗ-50-80-1 разработанная на базе элеватора ЭШ- СКБ «Геотехника» и предназначен для проведения спускоподъемных операций в комплексе с наголовниками стержневого типа.

Техническая характеристика элеватора МЗ 50-80-1

Бурильные трубы муфтово-замкового соединения диаметром, мм….50

Размеры, мм:

высота.….….……………….540 ширина…………….……….………214

Грузоподъемность(номинальная), m…………….…………….….…….10

Масса¸ кг:

элеватора……………………………………………25,6

наголовника……………………………………………….4

2. Труборазворот РТ-1200 предназначена для свинчивания и развинчивания бурильных труб.

При спускоподъемных операциях применяем стальной канат диаметром 15 мм типа 15,0 ГЛ - 1 - ЖС – И – 180.

Выбор средств механизации и контрольно- измерительной аппаратуры

В процессе бурения параметры режима бурения должны быть взаимосвязаны, чтобы обеспечить оптимальную механическую скорость бурения и минимальный расход алмазов. Достижение оптимального сочетания режимных условий бурения – сложная задача, решение которой зависит от состояния и технического уровня бурового оборудования и показания контрольно-измерительных приборов.

Мною было выбрано контрольно-измерительная аппаратура «Курс 411».

Контрольно-измерительная аппаратура «Курс-411», комплектующая буровую установку УКБ-4П, предназначена для измерения регистрации параметров бурения геологоразведочных скважин. Она разработана СКБ «Геотехника» и изготавливается опытным заводом «Геоприбор» и «Геотехника».

Техническая характеристика «Курс-411»

Диапазоны измерения:

массы бурового снаряда, кг………………………………….……0-5000

усилия на крюке, кгс……………………………………….0-8000

осевой нагрузки на породоразрущающий инструмент, кгс….….0-3000

давления промывочной жидкости, кгс/см²………………….0-100

расхода промывочной жидкости, л/мин……. … …… ….0-150;

0-300

механической скорости бурения, м/ч……………………………….0-15

Основная приведенная погрешность измерения, %.4,0

Напряжении питания, В…………………………… ………………….380

Частота питающего тока, гц….……………………………………….50

Потребляемая мощность, В*А………………………………….150

Температура, ⁰С:

Окружающего воздуха………….….….от-10до+40 промывочной жидкости………………………………….от 0 до + 40

Относительная влажность при температуре окружающего воздуха +25 ⁰С, %.До 95

Размеры пульта показывающих приборов, мм……………700х650х300

Масса пульта, кг……………………

4.6. Проверочные расчеты

Проверочный расчет двигателя

Мощность двигателя, необходимая для бурения складывается из следующих условий

N_дв

, (10)

где N_{xв –} мощность затрачиваемая на холостое вращение двигателя

- мощность затрачиваемая на разрушение горной породы

- мощность затрачиваемая на преодоление сил трения

- к.п.д.

= 0,8.

Мощность N_xв на холостом вращении двигателя рассчитывается по формуле:

N_xв = (6,17 *10^{- 7}

² – 1,25*10^-4 -4*10^-2)l, кВт (11)

где

- частота вращения двигателя = 1100 об/мин

∟ - длина скважины ∟ = 430 м

N_xв = (6,17 *10^{- 7}* 1100² – 1,25*10^-4* 1100 – 4*10^-2)* 40 = 6,5 квт

Мощность затрачиваемой на разрушение горной породы на забое

рассчитывается по формуле:

= 0,6 * 10^-6 МРn (R + R₁) кВт (12)

где М – коэффициент трения (0,25 – 0,3)

R и R_{1 –} наружный и внутренний радиусы коронки, м

Р – осевая нагрузка, Н

N – частота вращения двигателя, об/мин

= 0,6 * 10^-6 *0,3*10800* 1100 (2,3+ 1,6) = 8,3 квт

Мощность затрачиваемая на дополнительные нагрузки N_доп рассчитывается по формуле:

N_доп = 3,4 *10^-6 * f nР, кВт (13)

где, f – стрела прогиба

f = 0,31

=,4 *10^-6 * 0,31 * 1100 * 10800 = 1,25 квт

=

Исходя из вышеприведенных расчетов, делаем вывод:

Расчетная мощность двигателя не превращает паспортную мощность двигателя, так как 20,1>40 квт. Следовательно двигатель обеспечит нормальный процесс бурения. Проверочный расчет насоса

Мощность на привод бурового насоса рассчитывается по формуле:

Гидравлическая мощность

N = Pg QH/1000 η (14)

где Р – плотность жидкости, кг/м³

Q – подача насоса, м³/с

Н – напор насоса, м Н = 120 м

Η – коэффициент наполнения (0,8 – 0,9)

g – 9,8 м/с²

Для того чтобы рассчитать мощность бурового насоса необходимо определить подачу насоса, которая определяется по формуле:

Q = П D² Snm/4000 (4.22)

где, D – диаметр плунжера, см

S – длина хода плунжера, см

n- число ходов плунжера в 1 мин

m – число плунжеров

Q = 3,14 * 6,3² * 6 * 146 * 3/4000 = 1,36 л/с = 0,00136 м³/с

= 1000 * 9,8 * 0,00136 * 120/1000 * 0,8 = 1,9 квт

Мощность с учетом потерь

= К * /h (15)

где, К- коэффициент запаса мощности

= 1,1 * 1,9/0,8 = 2,6 квт

Исходя из вышеприведенных расчетов, делаем вывод:

Расчетная мощность двигателя насоса НБ3-120/НО ТК 2,6 < 7,5 квт

Следовательно, насос обеспечит процесс промывки скважины.

Буровые установки комплектуются буровыми насосами. При бурении разведочных скважин используется поршневые и плунжерные насосы, последнее время преимущественно плунжерный. Производительность и давления нагнетания выбранного типа насоса должны обеспечивать необходимый расход промывочной жидкости и преодоление гидравлических сопротивлении, особенно при узких кольцевых пространствах, характерных для колонкового бурения, что является обязательным условием для успешного бурения скважин. В связи с громоздкостью расчетов расчет расхода и давления промывочной жидкости в скважине предлагается проводить по программе «QPN», разработанный на кафедре «Технология и техника бурения скважин» Казахского Национального Технического университета.

Ниже приведен порядок расчета и расчетные формулы:

А. расход промывочной жидкости

Необходимый расход определяется из условия полного выноса шлама с забоя скважины:

Q = π/4(D²-d²)υ, (16)

где D – наибольший диаметр скважины (принимается по внутреннему диаметру обсадной трубы у устья скважины);

d – наружный диаметр бурильных труб;