6. Расчет гидромониторной системы промывки долота

Промывка или продувка скважины должны обеспечивать полное и своевременное удаление шлама с забоя и из скважины, а также обеспечивать работу гидравлических забойных двигателей. Поэтому расход Q бурового раствора предварительно подбирается из этих трех названных условий и принимается наибольший.

В курсовой работе ограничиться выбором Q из условия очистки забоя:

Q = q_удF_з, (6.1)

где q_уд - удельный расход бурового раствора, м³/см² или м/с; F_з - площадь забоя скважины:

F_з = 0,785D², (6.2)

17

где D - диаметр долота, м. Величина q_уд находится в пределах 0,57…0,65 м/с (для кристаллических пород принять q_уд = 0,57, а для песчано-глинистых обломочных - q_уд = 0,65 м/с).

В случае гидромониторного долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости v_и из насадок от 60 до 120 м/с. Условие v_и > 60 м/с вытекает из необходимости обеспечения гидромониторного эффекта на забое скважины. В противном случае применение долота с гидромониторной системой промывки не имеет смысла. Гидромониторный узел долота показан на рис. 6.1. Стрелкой показан вектор скорости v_и, а размерными линиями расчетный диаметр d насадки.

Рис. 6.1. Гидромониторный узел долота с гвоздевым креплением насадки:

1. корпус долота;

2. насадка;

3. резиновое уплотнительное кольцо;

4. гвоздь, крепящий насадку в корпусе долота

По величине выбранного расхода жидкости Q и скорости истечения рассчитать диаметры d насадок и перепад давления на гидромониторном долоте.

Площадь канала f насадки трехшарошечного долота

f = . (6.3)

Рассчитать площадь f₁ по величине v_и = 60 м/с и f₂ по величине v_и =120 м/с.

По величинам f из табл. 6.1 выбрать стандартные насадки ближайших бόльших диаметров.

Таблица 6.1

Характеристики стандартных насадок

dн, мм	6,4	7,1	7,9	8,7	9,5	10,3	11,1
fн, мм2	32	40	47	59	71	83	97

dн, мм	11,9	12,7	14,3	15,9	17,5	19,1	20,6	22,2
fн, мм2	111	127	160	198	240	286	333	387

По выбранным диметрам насадок рассчитать соответствующие им перепады давления на долоте по формуле

18

р_д = , МПа, (6.4)

где Q - выбранный расход бурового раствора, м³/с; ₁ - плотность бурового раствора для заданного интервала бурения, кг/м³;  - коэффициент расхода (принять  = 0,9); f_н - площадь канала выбранной стандартной насадки, м².

7. Основные итоги работы

Выписать рассчитанные параметры, характеризующие режим бурения:

1. плотность выбранного бурового раствора;

2. основное и резервное шарошечные долота;

3. частоту вращения долот (по заданию);

4. диапазоны осевых нагрузок по областям разрушения на выбранные долота;

5. требуемые диаметры гидромониторных насадок (от - до).

В качестве ожидаемых показателей работы долот выписать области разрушения горной породы, а также долговечность вооружения и опор долот.

Окончательные результаты по курсовой работе оформить в виде табл. 7.1.

Таблица 7.1

Расчетные параметры режима и ожидаемые показатели бурения интервала

Интервал, м	1, кг/м3	nд, об/мин	Тип долота	Диаметр насадок, мм	Области разрушения породы	G по областям разрушения, кН	Стойкость, ч
							Т0,75	То

Подводя итоги работы, сделать вывод об основном и резервном шарошечном долоте и преимущественной области разрушения горной породы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ашмарин И.П., Васильев Н.Н., Абросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1975. – 78 с.

2. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1994. – 261 с.

3. Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов /Под общ. ред. А.И. Спивака. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2004. – 509 с.

19

СОДЕРЖАНИЕ