3. Выбор конструктивной схемы и параметров проектируемого узла талевой системы

Основными параметрами, характеризующими талевую систему, являются номинальная и максимальная грузоподъемность. Типовые размеры буровых установок приведены в учебной литературе [1 - 3].

Параметры талевой системы рассчитываются по весу буровой колонны или по весу самой тяжелой обсадной колонны в конструкции скважины. При расчете талевой системы по обсадной колонне на прочность резьбовых соединений коэффициент запаса рекомендуется принимать не меньше 1,15, по буровой колонне - не менее двух.

Характеристика типоразмеров талевых систем, принятых размерным рядом в России, приведена в [13].

3.1 Выбор и расчет конструкции скважины

Конструкция скважины – это геометрический вид ее в разрезе (рис. 3.1), и комплекс размеров, определяющий диаметры, глубину отдельных обсадных труб и минимально допустимые диаметры скважины. Вид скважины определяется геологическими условиями буримого массива горных пород, устойчивостью отдельных горизонтов, способом и глубиной бурения. Выбирается конструкция скважины для заданных условий по известным типам.

Типовая конструкция скважины (рис.3.1) состоит из следующих колонн обсадных труб:

- направление (Н) (3 – 25 м);

- кондуктор (К) (100-600 м);

-промежуточные колонны (Т), глубина спуска которых определяются условиями залегания горных пород и назначением каждой промежуточной колонны;

- эксплуатационная колонна (Э).

Номинальным размером обсадных труб является наружный диаметр, который согласно ГОСТ 632 имеет 19 размеров: от 114 до 508 мм.

На выбор комплекса размеров скважины влияет диаметр эксплуатационной колонны, который зависит от геологического прогноза дебита полезного ископаемого. При этом должна учитываться возможность опускания через колонну оборудования для геофизических исследований, ремонта и эксплуатации скважины, в частности, для механизированной добычи нефти.

Зависимость диаметра эксплуатационной колонны от ожидаемого дебита нефти приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Диаметры эксплуатационной колонны

Ожидаемый дебит скважины, м3/сут	Диаметр эксплуатационной колонны, мм
40	114
40100	127140
100150	140146
150300	158177,8
300	177,8194

Диаметры промежуточных колонн рассчитываются и подбираются с учетом диаметра эксплуатационной колонны (см. Приложение 10).

Диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну осуществляют в зависимости от диаметра муфты используемых обсадных труб [29]:

, (3.1)

где - диаметр долота, мм;

- диаметр муфты обсадной колонны, мм;

- диаметральный зазор между стенками скважины и муфтами обсадных труб, мм.

Опыт бурения свидетельствует о стремлении уменьшить зазор между стенками скважины и муфтами обсадных колонн. Для расчета диаметра долот по формуле (3.1) в таблице 3.2 приводятся минимальные значения зазоров [29].

После расчета диаметра долота и его выбора по таблице П11.1 рассчитывается диаметр промежуточной колонны, через которую должно проходить долото для бурения под эксплуатационную колонну:

, (3.2)

где - наружный диаметр промежуточной обсадной трубы, мм;

- диаметральный зазор между внутренним диаметром обсадной трубы и долотом, мм;

- толщина стенки трубы (см. П10.2), мм.

Величина диаметрального зазора должна быть не менее 4-6 мм и не более 10 – 20 мм. Диаметр выбранной по трубы должен обеспечивать перемещение долота внутри трубы. Соответствие резьбового соединения выбрано обсадной трубы долота можно проверить по номограмме [4, рис.II.2] и П11, рис.11.1.

В результате подбора диаметров и глубины обсадных колонн определена конструкция скважины. Необходимо выбрать состав и параметры бурильной колонны, определить режим промывки.

Таблица 3.2

Рекомендуемые диаметральные зазоры для обсадных колонн

Минимальный диаметр долота, мм	Диаметр, мм		Минимально допускаемый диаметральный зазор между муфтами и стенками скважины , мм
	Обсадной колонны	Муфты обсадных труб
139,7	114,3		
165,1	127,0 139,7	146 безмуфтовая	15 
190,5	139,7 168,3	159 безмуфтовая	20 
215,9	168,3 177,8	188 196	25 25
244,5	193,7 219,1	216 безмуфтовая	25 
269,9	219,1 244,5	245 безмуфтовая	30 
295,3	244,5	270	30
349,2	273,1 298,9	299 324	35 35
393,7	323,9 351,0	351 376	45 45
490,0	377,0 425,5	402	50 50