2.4.2. Расчет конструкции скважины

Конструкция скважины – это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а так же диаметры и глубины обсадных колонн, установленных в скважине.

Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются:

• гидрогеологическое строение;

• конструкция фильтра и способ его установки;

• глубина бурения;

• проектный дебит;

• способ откачки.

Расчёт конструкции центральной скважины.

1. Конечный диаметр бурения (диаметр долота под фильтр):

при 10 мм, (2.4)

где - диаметр фильтра, мм; - зазор между фильтром и стенкой скважины( мм);

D_Д =189+2*10=209 мм.

Принимаем D_Д =219 мм.

2. Внутренний диаметр труб эксплуатационной колонны:

при мм, (2.5)

где D_НФ – диаметр надфильтровой трубы, мм; - зазор между надфильтровой трубой и внутренним диаметром труб эксплуатационной колонны ( мм).

=196+2*50=296 мм.

Принимаем внутренний диаметр эксплуатационной колонны =312 мм, наружный - =325 мм, толщина стенки труб 6,5 мм.

Выбранный для проведения откачек погружной насос ЭЦВ-12-250-70 НРО имеет поперечный размер равный 281 мм, то есть свободно помещается внутри колонны обсадных труб.

3. Диаметр долота под эксплуатационную колонну (с учётом цементирования затрубного пространства):

при мм, (2.6)

где – зазор между стенками скважины и наружным диаметром труб эксплуатационной колонны ( ).

мм.

Принимаем = 345 мм.

4. Внутренний диаметр кондуктора:

где - зазор между долотом и внутренним диаметром кондуктора ( ).

=190+2*5=355 мм.

Принимаем внутренний диаметр кондуктора = 355 мм, наружный - = 361 мм, толщина стенки труб 8 мм.

5. Диаметр долота под кондуктор (с учётом цементирования затрубного пространства):

= 361+2*10 мм = 381 мм.

Принимаем = 381 мм.

6. Внутренний диаметр направляющей трубы:

при 8мм, (2.7)

где - зазор для свободного прохода долота ( ).

d_нв=381+2*5=391 мм.

Принимаем внутренний диаметр направляющей трубы d_нв= 393 мм, наружный D_н=407 мм, толщина стенки труб 7 мм.

7. Диаметр долота под направляющую трубу. Поскольку верхний интервал бурения представлен мягкой рыхлой породой, направляющая труба будет опускаться под действием собственного веса. В том случае, когда труба не будет самостоятельно опускаться, её будут осаживать ударами стальной «бабой» по наголовнику. Подбуривание под трубу будет осуществляться тем же долотом, которое будет использоваться для бурения под кондуктор.

Таблица 2.4

Интервалы и диаметры бурения

Интервал бурения, м	Диаметр бурения, мм
0-4	407
4-40	325
40-80	219

2.5. Выбор бурового оборудования

Исходя из проектных глубин скважин, диаметра и способа бурения для прохождения наблюдательной скважины применяется буровая установка УРБ-3А3. Установка самоходная, состоит из механизмов, смонтированных на общей раме, которая крепиться к раме шасси автомобиля МАЗ-5337.

Буровая установка типа УРБ-3А3 представляет собой модификацию комплекса унифицированных самоходных агрегатов БА15 и применяются для бурения структурно-поисковых скважин на нефть и газ, для водоснабжения, водопонижения и для других целей с прямой промывкой забоя при соответствующей комплектации. УРБ-3А3 является модернизацией буровой установки УРБ-3АМ, увеличена величина подроторного пространства и высота над рамой установки, улучшена система управления при транспортировки блока и уменьшена транспортная ширина блока. В качестве привода используется автономный двигатель повышенной мощности. Мачта складывающегося типа. Подъем и опускание мачты осуществляется гидродомкратами двойного действия. Тормоз лебедки ленточный с ретинаксовыми колодками. Ротор имеет повышенный ресурс работы. На палубе установки расположен генератор мощностью 30 кВт, питающий электромеханизмы, лампы освещения и другое. Вращения палубного двигателя через трансмиссию передается на раздаточный редуктор и коробку передач. Буровой насос с клиноременной трансмиссией монтируется на автоприцепе.

Установка имеет механизм свинчивания и развинчивания бурильных труб с электродвигателем, а также механизм-противозатаскиватель. Бурильные трубы устанавливаются на подсвечник. На мачте установлена стрела грузоподъемностью 10 кН с передвижной талью для вспомогательных работ. Установка снабжена легкосъемными укрытиями над рабочим местом бурильщика и верхового рабочего. Управление механизмами осуществляется с пульта. Общий вид установки представлен на рис. 2.3, техническая характеристика - в таблице 2.5.

Рис. 2.3. Схема буровой установки УРБ-3А3

Таблица 2.5

Техническая характеристика буровая установка УРБ-3А3

Наименование показателей	Величина
1. Глубина бурения, м:
бурильными трубами диаметром 60,3 мм и 63,5 мм	500
73,0 мм и 89,0 мм	300
2. Диаметр бурения, нач/кон
трубами диаметром 60,3 и 63,5 мм	243/93
трубами диаметром 73,0 и 89,0 мм	394/190
3.Максимальная грузоподъемность установки, кН	80
4.Скорость подъема талевого блока при оснастке 2 на 1, м/c	0,54; 0,94; 1,56
5.Лебедка	Однобарабанная с фрикционной двухдисковой муфтой и одноленточным тормозом
6.Максимальное натяжение каната, кН	30
7.Вращатель	Ротор
8.Диаметр проходного отверстия стола ротора, мм	250
9.Частота вращения ротора, об/мин	110;190;314
10.Буровой насос	НБ-50
11.Приводной двигатель	Дизель Д54А
12.Мощность двигателя, кВт	88
13.Высота мачты от земли до оси кронблока, м	16
14.Генератор	Трехфазный, синхронный ЕССБ1-4М мощностью 8кВт
15.Габариты установки, мм:
Длина	10700
Ширина	2800
Высота	3400
16.Масса установки без насоса, т	13,2
17.Общая масса оборудования, т	16,0
18.Дополнительная осевая нагрузка от механизма подачи, кН	34,0

Техническая характеристика бурового насоса НБ-50 установки УРБ-3А3, приведена в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Техническая характеристика насоса НБ-50

Подача, л/мин	330; 498; 660
Давление нагнетания, Мпа	6,3
Высота всасывания, м	3
Ход поршня, мм	160
Частота вращения трансмиссионного вала, об/мин	394
Мощность электродвигателя, кВт	50
Габариты насоса, мм	1860х740х1330
Масса насоса, кг	1040