3. Выбор плотности промывочной жидкости

Плотность промывочной жидкости, применяемой при разбуривании заданного интервала, следует определять, исходя из следую­щих двух условий: создания противодавления, препятствующего притоку в скважину пластовых жидкостей и газов; предотвраще­ния гидроразрыва наиболее слабых пластов.

Первое условие имеет вид

ρ = min { , }, (1.4)

где ρ — плотность промывочной жидкости, кг/м³; р_пл — пластовое давление, Па; g— ускорение свободного падения, м/с²; L_к — глу­бина залегания кровли пласта с максимальным градиентом пла­стового давления, м; k_p — коэффициент резерва.

Согласно существующим Единым техническим правилам ведения работ при строительстве скважин (1983) рекомендуются следующие значения k_р и ∆р_p:

k_р = 1,1~1,15, ∆р_p =1,5МПа при L_к < 1200 м;

k_р = 1,05~1,1, ∆р_p = 2,5 МПа при 1200 м ≤ L_к ≤ 2500 м;

k_р = 1,04 ~ 1,07, ∆р_p = 3,5 МПа при L >2500 м.

Второе условие записывается сле­дующим образом:

ρ < , (1.5)

где φ = - содержание жидкости в шламожидкостном потоке без учета относительных скоростей; р_г – давление гидроразрыва (поглощения) пласта, Па; — потери давления при движении промывочной жидкости в затрубном пространстве на пути от подошвы рассматриваемого пласта до устья скважины, Па; ρ_ш — плотность шлама, кг/м³; L_n — глубина залегания подошвы рассматриваемого пласта от устья, м; υ_м — механическая скорость бурения, м/с.

Поскольку значения и φ зависят от расхода промы­вочной жидкости, то проверить второе условие можно только после установления подачи насосов.

5. Определяем плотность промывочной жидкости, исходя из условия создания противодавления, препятствующего притоку в скважину пласто­вого флюида, по формуле (1.4):

ρ = k_р = 1,07 = 1220 кг/м³;

ρ = = = 1274 кг/м³.

В дальнейших расчетах примем ρ = 1220 кг/м3.

4. Выбор турбобура

При турбинном способе бурения выбранный расход промывочной жидкости Q, кроме очистки забоя и выноса шлама, должен обеспе­чить работу турбобура с заданным для разрушения породы момен­том М_р.

Крутящий момент турбобура при работе на жидкости найден­ной плотности ρ и подаче насоса Q определяется из соотношения

М_т = М_тн , (1.6)

где М_тн, ρ_c, Q_тн — справочные данные турбобура (тормозной мо­мент на валу турбобура, плотность и расход жидкости) при номи­нальном режиме его работы.

Таблица.3 Основные характеристики гидравлических забойных двигателей

Шифр забойного двигателя	Наружный диаметр корпуса, мм	Расход жидкости, вода Qтн∙10-3, м3/с	Перепад давления ∆ртн, МПа	Вращающий момент на валу при максимальной мощности, кН∙м	Частота вращения вала при максимальной мощности, од/мин	Длина, м
Турбобуры односекционные типа Т-12
Т12М3Е-172	172	25	3,0	0,65	625	8,4
Т12МЗБ-195	195	30	3,5	0,85	660	9,1
Т12МЗБ-240 или
Т12РТ-240	240	50	4,0	2,0	660	8,3
Турбобуры многосекционные шпиндельные типа ЗТ СШ
ЗТСШ1-172	172	20	6,0	1,0	500	17,2
ЗТСШ1-195	195	30	3,5	1,3	400	25,9
ЗТСШ1-195 ТЛ	195	40	3,0	1,75	355	25,9
ЗТСШ1-240	240	32	5,6	2,7	445	23,6
Турбобуры многосекционные шпиндельные типа А с наклонной линией давления
А6Ш	164	20	4,5	0,72	475	17,2
А7ГТШ	195	30	8,0	1,95	320	25,9
А9ГТШ	240	45	5,8	3,12	235	23,9
Турбобур с плавающим статором
ТПС-172	172	25	4,9	1,6	400	26,3
Винтовые забойные двигатели
Д-85	85	5-7	2,7-3,0	0,27-0,34	225-290	3,2
Д-127	127	12-15	3,5-4,5	1,0-1,2	200-250	4,4
Д-172М	172	23-36	4,0-6,0	2,9-4,15	115-220	6,9
Д1-195	195	25-35	4,0-5,0	6,5-8,0	80-100	7,7
Турбодолота колонковые типа КТД
КТД4С-172	172	22	8,3	1,88	490	17,6
КТД4С-195	195	28	5,5	1,21	464	25,9

6. По справочнику или табл. 3, составленной по данным ВНИИБТ, выбираем турбобур типа ЗТСШ-195ТЛ, который при работе на воде плот­ностью ρ_с = 1000 кг/м³ имеет тормозной момент М_тн = 3500 Н∙м при но­минальном расходе Q_тн = 0,040 м³/с и перепаде давления ∆р_тн = 3,0 МПа. Длина турбобура L_т = 30 м, наружный диаметр d_т = 0,195 м.

Проверяем, дает ли выбранный турбобур при расходе Q крутящий мо­мент, необходимый для разрушения породы по соотношению (1.6):

М_т = М_тн = = 3500 = 2077 Н∙м.

Полученный момент М_т превышает заданный, необходимый для разру­шения породы М_р = 1450 Н∙м более чем на 20 % . Следовательно, мы можем использовать этот турбобур и втулки диаметром 160 мм насоса У8-7М.