Расчёт режимных параметров

Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент:

, [даН]

где – рекомендуемая нагрузка на один см диаметра долота, [даН],

; D – диаметр долота, [см].

Частота вращения долота:

, [об/мин]

где υ_окр – окружная скорость коронки, [м/с], (υ_окр = 1,0-1,4м/с);D – диаметр долота, [м].

Количество промывочной жидкости:

, [л/мин]

где - коэффициент, учитывающий неравномерность скорости потока по скважине из-за каверн и др. ( ); D- диаметр скважины или внутренний диаметр обсадных труб (обычно на устье), [м]; d- наружный диаметр бурильных труб, [м]; -скорость восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины, ( ) [м/c].

1. Интервал 0-10 м, II категория по буримости, трёхшарошечное долото III 444,5 С-ЦВ.

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125 (понизим на 50% осевую нагрузку Р=1500 ) примем, и .

2. Интервал 10-60 м, II категория по буримости, трёхшарошечное долото III 349,2 С-ЦВ

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125, примем Р=2600 , и .

3. Интервал 60-85 м, IV категория по буримости, трёхшарошечное долото III 349,2 С-ЦВ

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125, примем Р=2600 , и .

4. Интервал 85-100 м, IV категория по буримости, трёхшарошечное долото III 244,5 С-ЦВ

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125, примем Р=6100 , и .

5. Интервал 100-110 м, V категория по буримости, трёхшарошечное долото III 146Т-ЦВ

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125( понизим на 30% осевую нагрузку Р=2500 ) примем, и .

6. Интервал 110-150 м, VII категория по буримости, трёхшарошечное долото III 146Т-ЦВ

Согласно характеристикам станка УРБ-2А2 и насоса НБ-125 примем, Р=3650 , и .

Таблица 2

Режимные параметры бурения.

Интервал, м	Р, даН	n, об/мин	Q, л/мин
0-10	1500	140	220
10-60	2600	140	1000
60-85	2600	140	1000
85-100	6100	140	1000
100-110	2500	140	220
110-150	3650	140	1000

Проверочные расчеты

Проверка колонны БТ при подъеме с вращением при прихвате.

Расчетный запас прочности:

- предел текучести при растяжении, = 320 МПа.

где σ_р – напряжение растяжения;

τ – касательные напряжения;

;

Напряжение кручения проверяются по условию:

,

где [τ] – допускаемое касательное напряжение для материала труб, [τ] = 100 МПа;

W – момент сопротивления кручению; d и d₁ – соответственно наружный и внутренний диаметры БТ.

Гидравлический расчет промывки.

Диаметр скважины	146 мм
Глубина скважины	150 м
Тип бурового раствора	Техническая вода
Плотность бурового раствора	1000 кг/м3
Тип бурильных труб	ТБСУ 70
Диаметр труб наружный внутренний	70 мм 61 мм

1. Расход промывочной жидкости

2. Давление нагнетания буровых насосов:

,

где k₁ – коэффициент запаса давления на преодоление дополнительных сопротивлений при зашламовании скважины и.т.п., k₁ = 1,3 - 1,5;

Р₁ – давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в нагнетательном шланге, сальнике, ведущей трубе, МПа;

Р₂ –потери давления в резьбовом соединении, МПа;

Р₃ – давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в кольцевом пространстве скважины, МПа;

Р₄ – потери давления при изменении направления потока, МПа;

1.

,

V₁ - скорость нисходящего потока в БТ:

;

d₁ –внутренний диаметр БТ;

l - глубина скважины;

l_э – эквивалентная длина бурильных труб:

;

λ₁ – коэффициент гидравлического сопротивления, для не ньютоновской жидкости:

, где .

При значениях коэффициент λ₁ рассчитывается по формуле Р.И. Шищенко :

.

Отсюда,

2.

,

- коэффициент гидравлического сопротивления:

;

a – опытный коэффициент (для муфтово-замкового соединения а = 2);

n – количество соединений;

d₀ – наименьший диаметр в соединении.

3.

,

;

- плотность раствора со шламом:

;

- коэффициент гидравлического сопротивления, для малоглинистого раствора:

, , где .

; F-площадь сечения кольцевого пространства. ;

=>

Тогда,

4.

Для практических расчетов можно принимать в пределах:

В итоге, давление нагнетания буровых насосов:

5. Выбор насоса

Согласно выполненным расчетам насос НБ-125, который обеспечивает давление нагнетания 13 МПа и подачу 1000 л/мин удовлетворяет условиям промывки скважины.