Задача №14

Тема: РОЗРАХУНОК КОЛОНИ БУРИЛЬНИХ ТРУБ

14.1 Основні відомості

Задача визначення довжини колони бурильних труб зводиться до знаходження статичного навантаження на гак. Навантаження на гак [10]

, (14.1)

де – максимальний натяг каната на барабані лебідки;

- коефіцієнт, в якому - к.к.д. окремого шківа.

Це навантаження складається з ваги окремих механізмів рухомої частини талевої системи, сили тяжіння інструмента (талевого блока, крюка, каната і елеватора), колони бурильних труб сил інерції , що виникають внаслідок руху вантажа, що підіймається

. (14.2)

Звідси можна визначити вагу колони бурильних труб:

. (14.3)

Сили інерції враховуються на великих швидкостях і визначаються за формулою:

, (14.4)

де - -та швидкість набігання каната на барабан лебідки;

- число канатних шківів талевого блока;

- час, за який швидкість збільшиться від нуля до своєї нормальної величини в робочому режимі.

Підставивши (14.4) в вираз (14.2), можна визначити навантаженням на талеву систему:

. (14.5)

Звідки і визначити вагу колони бурильних труб .

З другого боку:

, (14.6)

де – довжина колони бурильних труб;

–вага одного погонного метра колони.

(14.7)

де – максимальний натяг канату на барабані лебідки;

– максимальна швидкість канату;

– максимальна потужність лебідки.

По мірі підйому колони навантаження зменшується, а потужність може залишитись незмінною внаслідок збільшення швидкості підйому колони.

;

, , … (14.8)

Індексами 1,2,3… позначені частини колони і відповідні їх зусилля на барабані і їх швидкості.

Звідки:

. (14.9)

На основі цього і виразів (14.1) і (14.6) можна записати, які частини колони бурильних труб підіймаються з постійною швидкістю:

, (14.10)

де .

Час спуско-підйомних операцій визначається як сума теоретичного часу підйому бурильної колони на відповідних швидкостях і часу спуску колони бурильних труб в свердловину

, (14.11)

де –число швидкостей лебідки.

Визначивши з (14.6) для кожної швидкості лебідки не важко визначити час спуско-підйомних операцій:

(14.12)

14.2 Постановка задачі

Скласти графічний алгоритм і програму алгоритмічною мовою для розрахунку довжини колон і діаметрів бурильних труб i , а також час підйому колон. Для цього, користуючись вхідними даними приведеними у таблиці 14.1, провести розрахунки довжини колон , , , … на кожній швидкості лебідки в такому порядку:

; (14.13)

.

Розрахувати мінімальні і максимальні навантаження на кожній швидкості. Визначити максимальне і мінімальне навантаження на всій довжині колони бурильних труб.

Якщо м/с, то розрахувати без врахування :

(14.14)

Якщо м/с, то навантаження на талеву систему розрахувати за виразом:

. (14.15)

Розрахувати довжину колон для кожного діаметру бурильних труб за формулою:

. (14.16)

Навантаження на гак талевого блока:

. (14.17)

Забезпечити програмно перевірку рівності одержаного результату з розрахунком за формулою (14.1). Результат перевірки надрукувати.

Визначити загальну довжину колони бурильних труб:

. (14.18)

За формулами (14.11) і (14.12) порахувати час спуско-підйомних операцій.

Всі результати вивести на друк у вигляді таблиці.

14.3 Варіанти завдань

Таблиця 14.1 - Варіанти завдань

Параметр	Варіант
Лебідка	1	2	3
	У2-3-4	ТР-18	ТР-21-Р
Число швидкостей	4	4	6
Максимальна потужність лебідки , кВт	23000	49500	49000
Швидкість набігання каната на барабан лебідки , м/с	1.59	2.76	2.33
	3.05	4.53	3.46
	5.46	8.66	5.1
	13.00	16.22	8.1
	-	-	12.1
	-	-	17.75
К.к.д. одного шківа,	0,97	0,97	0,97
Вага інструмента, кг	7000	7000	7000
Число канатних шківів,	5	5	5
Діаметри бурильних труб, Дюйми:	5 9/16	5 9/16	5 9/16
	4 1/2	4 1/2	4 1/2
Час, , с	5	5	5