1.3 Вибір категорії, класу, виду та основних параметрів бурової установки

Бурові установки повинні володіти певною універсальністю або допускати швидку модифікацію і пристосованість до конкретних умов буріння безпосередньо на місці роботи. Бурові установки поділяються на три категорії:

1. Для буріння глибоких експлуатаційних та розвідувальних свердловин.

2. Для буріння неглибоких структурних і пошукових свердловин.

3. Для буріння на морі (шельфі).

Розподіл бурових установок БУ визначаються багатьма факторами:

1. технічною характеристикою БУ, навантаженням на гак, тиском, подачею бурових насосів, типом і потужністю головного привода;

2. масою наземного обладнання;

3. засобом монтажу, демонтажу й транспортування;

4. часом, затраченим на будівництво БУ;

5. часом буріння свердловини;

6. організацією бурових робіт.

БУ для експлуатаційного та глибокого розвідувального буріння стандартизовані за ГОСТ 16293-82 СТ СЭВ 2446-81, який передбачає 11 класів бурових установок для буріння свердловин.

Вибір БУ для одного і того ж класу визначається рядом чинників: умови буріння, метою буріння, типом свердловин, способом буріння, технологією буріння, геологічними умовами. Враховуючи всі зазначенні показники, вибираємо БУ 8000/500 ЭР.

Таблиця 1.6 - Основні параметри та технічні характеристики БУ 8000/500 ЭР

Параметри	БУ 8000/500ЭР
Допустиме навантаження на гак, кН	5000
Умовна глибина буріння, м,	8000
Розрахункова потужність на приведеному валу лебідки, кВт	2200
Лебідка: Максимальне навантаження на рухомий кінець талевого канату кН.	ЛБУ-3000 М1
Буровий насос: Кількість насосів	УНБТ-1180 А1 3
Максимальне навантаження на стіл ротора. кН	3200
Вишка: Корисна висота вишки, м	БУ-45-500А 45
Вантажоздатність вишки, кН.	5000
Кронблок	УКБА-7-600
Талевий блок	УТБА-6-500
Дизель	-
Сумарна потужність привода, кВт.	3380
Механізм АСП	АСП-ЗМ6
Ротор	Р-950
Клиновий захват	ПКР-560М
Буровий ключ	АКБ-ЗМ2
Оснастка талевої системи	6x7
Циркуляційна ситема	ЦС 800 ЭР
Тиск на виході з насосу, МПа	23,5
Швидкість підйому гака м/с	0,2

1.4 Вибір талевого каната та максимальної кратності талевої системи

Необхідно вибрати діаметри і тип талевого каната для оснащення талевої системи БУ (оснастка), а також перевірити запас міцності каната за динамічними навантаженнями підйому і спуску.

Знаходимо натяг ведучої гілки каната при підйомі, кН;

, (1.20)

де Ртс- вага рухомого обладнання талевої системи, Н;

Рmax – максимальне навантаження на гаку, Н;

- ККД талевої системи, який залежить від числа шківів, діаметра каната, ступеня їх зносу, навантаження на гак тощо;

- Кратність оснастки талевої системи (повинна бути парною);

_{, (1.21)}

де - коефіцієнт зменшення ваги колони за рахунок архімедових сил;

- вага бурової колони в повітрі, Н;

- сила тертя і прихвата колони (велика при прихватах), H . Приймаємо = =2кН;

, (1.22)

де - відносна густина бурового розчину, ;

- відносна густина матеріалів труб, ;

;

;

;

.

Розраховуємо вагу бурової колони, кН;

_{, (1.23)}

де - маса долота, кг;

;

;

;

.

Розраховуємо максимальне навантаження на гаку, кН

;

;

;

.

Розраховуємо вагу рухомого обладнання талевої системи, кН

_{, (1.24)}

де - вага елеватора та гака зі стропами, кН;

- вага талевого каната при нижньому положенні гака (зазвичай приймають вагу 2/3 довжини каната талевої системи), кН;

- вага талевого блоку, кН;

, (1.25)

де - маса гака, кг;

- маса елеватора, кг;

- прискорення вільного падіння, =9,81

_{Взв’язку з тим, що бурова установка БУ 8000/500 ЭР має автоматичний елеватор, тому приймаємо, кН}

.

Розраховуємо вагу талевого блоку, кН

_{, (1.26)}

де -масса талевого блоку, кг;

;

Розраховуємо вагу талевого каната при нижньому положенні гака, кН

_{, (1.27)}

де - довжина каната, яка необхідна для оснастки талевої системи БУ, м

, (1.28)

де Н – висота бурової вежі, м;

с – довжина каната, що огинає шків діаметром Dш =1.4м, м

, (1.29)

- довжина витків каната, які залишаються на барабані при опущеному до підлоги бурової гакоблоку . Приймаємо = 50…100 м, приймаємо =80 м;

_{, (1.30)}

де - число шківів талевого блоку, =6;

.

Довжина каната, яка необхідна для оснастки талевої системи бурової установки, м

;

- вага 1 м змащеного каната, кг/м ( =4.304 кг/м);

Вага талевого каната при нижньому положенні, кН

; (1.31)

Отже, вага рухомого обладнання талевої системи, кН;

.

Розраховуємо ККД талевої системи, який залежить від числа шківів, діаметра каната, ступеня їх зносу, навантаження на гак;

, (1.32)

де - ККД кожного шківа. Для розрахунку приймають ККД кожного шківа в межах =0.96…0.97;

,

Отже, натяг ведучої гілки каната при підйомі, кН

;

;

;

;

Знаходимо натяг ведучої гілки каната при спускові, кН

; (1.33)

.

.

.

.

Як видно з розрахунків - завжди більше, оскільки завжди менше від 1.

При виборі канатів талевої систем потрібно перевірити запас каната за динамічними навантаженнями підйому та спуску розраховують за однією з формул

; (1.34)

; (1.35)

де - розривне зусилля каната в цілому, кН;

;

; (1.36)

де - мінімальний коефіцієнт запасу міцності, = 4…5 . Умова виконується .

Вибираємо талевий канат діаметром 38 мм, який задовольняє нас при перевірці запасу міцності.