3.9.1 Расчет убт

Диаметр УБТ определяется исходя из условий обеспечения наибольшей жесткости сечения в данных условиях бурения, а длину исходя из нагрузки на долото. Отношение диаметра УБТ к диаметру скважины должно быть (0,75- 0,85) для долот диаметром до 295,3 мм и для долот свыше 295,3 мм (0,65- 0,75).

Диаметр основной ступени УБТ должен быть соответствующим диаметру долота по условию:

Д_убт = (0,65-0,75) х Д_д

где Д_д – диаметр долота, мм.

Интервал 30 – 510 м.

Д_убт = (0,65-0,75) х 295,3 = 191,95- 221,48 мм

Для осложнённых условий бурения диаметр УБТ для долот диаметром свыше 250,8 мм допускается уменьшать до ближайшего смежного размера.

Выбираем УБТ-203 ЕН

d_в = 80 мм, q = 199,2 кг / м – данные из таблицы 28.

Таблица 28

Убт-203 ен

Диаметры:				Масса 1 м., кг.
Наружный диаметр, мм.	Внутренний диаметр, мм.	Диаметр проточки под элеватор, мм	Диаметр проточки под клиновой захват, мм
203	80	178	203	199,2

После выбора диаметра УБТ проверяем по таблице 29 обеспечивает ли наддолотный участок УБТ необходимую жёсткость обсадной колонны, под которую ведётся бурение. Жёсткость этого участка УБТ должна быть не меньше жёсткости обсадной колонны.

Таблица 29

Трубы	Диаметр, мм.
УБТ	108	121	146	159	178	178	203	203	229	229	229	254
Обсадные	114	127	146	168	178	219	245	273	299	324	351	>377

Согласно таблицы наддолотный участок УБТ обеспечивает необходимую жёсткость при бурении под 245-ю колонну.

Жесткость на изгиб для УБТ должна быть не меньше жесткости колонны. Проверим:

Д_о1 / Д_ок (1- [(Д_ок- 2 _ок) / Д_ок]⁴ / 1 – (d_о1 / Д_о1)⁴),

где Д_о1 и d_о1 – наружный и внутренний диаметр основной ступени УБТ, мм

Д_ок и _ок – наружный диаметр и толщина стенки обсадной колонны, мм

203/ 245 (1- [(245 -2∙8,9) / 245]⁴ / 1 – (80 / 203)⁴ )

0,8286  0,5166 – условие выполняется.

Проектируем переход от убт к колонне бурильных труб.

Наружный диаметр бурильных труб принимаем Д₁ = 127 мм. Для обеспечения плавного перехода по жесткости от УБТ к КБТ должно быть выполнено условие:

Д_оп  1,33 Д₁ , Д_оп - диаметр ступени УБТ мм = 203 мм,

Д₁ – диаметр бурильных труб = 127 мм. 127∙1,33=168,91 мм.

203  168,91 мм – условие не выполняется, следовательно компоновка УБТ должна быть ступенчатой.

Определяем диаметр и длину дополнительных ступеней УБТ. Требованиям к УБТ второй ступени удовлетворяет УБТ -178 ЕН по ТУ 26-12-775-90.

Рис. 5

0,7Д_убт  Д_бт ,

0,7∙178  127 мм.

124,6  127 мм.

Таблица 30

Убт -178 ен:

Диаметры:				Масса 1 м., кг.
Наружный диаметр, мм.	Внутренний диаметр, мм.	Диаметр проточки под элеватор, мм	Диаметр проточки под клиновой захват, мм
178	71	168	178	153,2

Трубы поставляются длиной 8300-9450 мм.

Принимаем длину этой ступени l₀₂ = 16,6 м. (2 трубы).

Рассчитываем длину основной ступени УБТ и КНБК:

l _убт=(1,25∙Р_дол – G)/ q_убт

l _убт – длина УБТ, м.

G - вес забойного двигателя

Р_дол = 6-12 тонн в интервале 30-510 метров. – нагрузка на долото.

G_2ТСШ-240 = 3960 кг. - для 2ТСШ-240.

G_ТО2-240 = 2507 кг. – для ТО2-240. (с глубины 50 метров и до глубины 50+100 = 150 м. – по стволу).

Тогда для интервала 30-50 метров:

Р_дол=6-11,8 примем Р_дол=12 т.

1,25∙Р_дол – G = 1,25∙12 – 3,960 = 11,04 т.

q_убт203=199,2 кг=0,1992т.

l _убт203=? м.

q_убт178=126,3 кг=0,1263 т.

l _убт178=16,6 м.

Принимаем 16,6 м УБТ-178 ЕН.

Тогда для интервала 50-150 метров:

В этом интервале (интервал набора угла) бурение ведётся с использованием ТО2-240. В компоновку низа бурильной колонны включаем 25 метров ЛБТ-147×11 мм и магнитный переводник; УБТ не используем. ЛБТ-147×11 мм и магнитный переводник используются для того, чтобы в процессе бурения можно было отследить траекторию ствола скважины.

Тогда для интервала 150-510 метров:

Р_дол=6-11,8 т, примем 12 т.

1,25∙Р_дол - G=1,25∙12-3,96=11,04 т.

G_2ТСШ-240=3960 кг - для 2ТСШ-240.

q_убт203=199,2 кг=0,1992

l _убт203=? м.

q_убт178=153,2 кг=0,153 т.

l _убт178=16,6 м.

l _убт203=((1,25∙Рдол – G)- q_убт178∙ l _убт178)/ q_убт203

l _убт203=(11,04-0,1532∙16,6)/0,1992=42,67 м.

Принимаем 16,6 м. УБТ-178 ЕН и 45 м. УБТ-203 ЕЛ.

Общая длина УБТ равна 16,6+45=61,6 м.

Если критическая нагрузка меньше нагрузки на долото, то с целью ограничения поперечной деформации УБТ, рекомендуется устанавливать на УБТ промежуточные опоры профильного сечения. Число опор рассчитывается по формуле:

m=(P_дол-Q_к)/(q_УБТ∙а)-1

Q_к - вес наддолотной компоновки

а – расстояние между опорами (число опор не должно быть меньше двух).

а – выбирается из таблицы 43.

Таблица 31

Диаметр УБТ, м.	Расстояние между опорами для разных частот вращения, об/мин.
	50	90	120	150
108-114	20,0	16,0	13,5	12,0
121	22,0	16,5	14,0	13,0
133	23,5	17,5	15,0	13,5
146	25,0	18,5	16,0	14,5
159	31,0	21,5	18,5	17,0
178	33,0	23,5	21,0	19,0

Критическая нагрузка:

Р¹_кр=85,6 кН – критическая нагрузка без учёта гидравлической нагрузки.

р_д=41,18 кгс/см²=412 Н/см². – перепад давления на долоте.

F₀=7,35 см².- суммарная площадь отверстий долота.

Р_кр=85,6-7,35∙412∙10^-3=55,32 кН.

Нагрузка на долото в данном интервале составляет 6-11,8 т.с.=58,8-115,64 кН., следовательно необходимо установить промежуточные опоры профильного сечения.

Проводим расчет промежуточных опор. Количество опор должно быть не менее двух, поэтому в колонне УБТ-203 устанавливаем 2 опоры, так как длина колонны УБТ-203 составляет всего 45 м.