Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Кафедра горных и нефтепромысловых машин
Курсовой проект
«Расчет параметров работы основного бурового оборудования при бурении эксплуатационной колонны скважины глубиной 2200 м»
По дисциплине «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»
Выполнил:
Студент гр. МОН-10з
Рожков М. Ю.
Проверил:
Воробель С. В.
Пермь 2014
Задание на Курсовой проект по дисциплине «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин» для студентов заочного отделения группы МОН-10з
Вариант 12
Расчет параметров работы основного бурового оборудования при бурении эксплуатационной колонны скважины глубиной 2200 м
Исходные данные для проектирования
Диаметр эксплуатационной колонны – 245 мм
Плотность бурового раствора – 1200 кг/м3
Плотность жидкости в колонне – 1000 кг/м3
Высота эксплуатационного горизонта - 200 м
Расстояние от устья скважины до уровня жидкости в эксплуатационной колонне – 800 м
Бурение роторное;
Вес бурильной колонны - 1510 кН;
Бурильные трубы – СБТ-140х12;
Утяжеленные бурильные трубы УБТ-230
Длина УБТ – 233 м:
Интервал бурения эксплуатационной колонны 700 -2200 м
Привод буровой установки – дизельный, смешанный
Задание на проектирование
1. Выбрать секции обсадной эксплуатационной колонны из условия внешнего давления и собственного веса. Рассчитать вес обсадной эксплуатационной колонны;
2. По максимальной нагрузке на крюке от веса бурильной и обсадной колонн выбрать буровую установку;
3. Привести технические характеристики буровой установки, перечислить основное оборудование комплекса и его характерные особенности;
4. Рассчитать мощность ротора и необходимую мощность привода с учетом кпд трансмиссии. Сделать вывод о резерве производительности.
5. Рассчитать необходимую мощность буровой лебедки при подъеме бурильной колонны наибольшего веса. Сравнить с номинальной мощностью, сделать вывод о резерве производительности;
6. Рассчитать необходимую подачу и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения.
7. Рассчитать мощность буровых насосов и мощность их привода с учетом кпд трансмиссии.
8. Определить необходимую суммарную установленную мощность двигателей силового привода буровой установки.
Перечень листов графики
1. Кинематическая схема буровой установки
2. Схема расположения блоков оборудования на площадке буровой
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...1
Выбор секции обсадной эксплуатационной колонны из условия внешнего давления и собственного веса. Расчет веса обсадной эксплуатационной колонны……………………………………………………………………………2
Выбор буровой установки по максимальной нагрузке на крюке, в зависимости от веса бурильной и обсадной колонн……………………………4
Технические характеристики буровой установки, основное оборудование комплекса и его характерные особенности……………………………………...6
Расчет мощности ротора и необходимой мощности привода с учетом КПД трансмиссии. Вывод о резерве производительности………………………….11
Расчет необходимой мощности буровой лебедки, при подъеме бурильной колонны наибольшего веса. Сравнение с номинальной мощностью, вывод о резерве производительности……………………………………………………14
Расчет необходимой подачи и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения…………...15
Расчет мощности буровых насосов и мощность их привода с учетом КПД трансмиссии……………………………………………………………………...18
Определение необходимой суммарной установленной мощности двигателей силового привода буровой установки………………………………………….19
Заключение……………………………………………………………………….20
Список литературы………………………………………………………………21
Введение
Буровая установка включает следующие элементы: основной двигатель (главный привод), буровая вышка, подвышечное основание (фундамент), оборудование для спуско-подъемных операций (СПО), буровые насосы, противовыбросовое оборудование (превенторы).
Основными параметрами, при выборе буровой установки являются глубина бурения, диаметр скважины, диаметр бурильных труб, мощность привода и максимальная нагрузка на крюк.
1.Выбор секции обсадной эксплуатационной колонны из условия внешнего давления и собственного веса. Расчет веса обсадной эксплуатационной колонны
Исходные данные:
Глубина скважины L, м |
2200 |
Диаметр обсадной колонны D, мм |
245 |
Высота эксплуатационного горизонта, м |
200 |
Расстояние от устья скважины до уровня жидкости в колонне H, м |
800 |
Плотность бурового раствора за колонной ρр, кг/м3 |
1200 |
Плотность жидкости в колонне ρ, кг/м3 |
1000 |
Запас прочности по наружному давлению:
для труб эксплуатационного горизонта
– [
]
= 1,3
для остальных секций – [k] = 1,0
1. Наружное давление на глубине z = L:
Критическое давление
1) расчетное
2) табличное
Трубы I секции: 245 × 11,1 Д
Длина I-ой секции
Вес труб I-ой секции
2. Глубина спуска труб II-ой
секции:
Наружное давление на глубине:
Критическое давление:
1) Расчетное:
2) табличное
Трубы II-ой секции: 245×10,0 Д
3. Принимаем трубы III секции 245 × 8,9Д
Критическое давление
Предельная глубина спуска труб III секции
Длина II секции l2 = L2 – L3 = 2000 – 1153= 847 м
Вес труб II секции
4. Принимаем трубы III секции 245× 8,9 Д
Критическое давление
Длина III секции l3 :
=1,45
т.к. длина колонны > 1500 м
Вес труб III секции
+
+
=200+847+842=1889
м
5. Принимаем трубы IV секции 245× 10,0 Д
Критическое давление
Длина IVсекции l4 :
Вес труб IV секции
+
+
+
=200+847+842+267=2156
м
Из расчетов видно, что необходимо рассчитывать следующую секцию, так как длина четырех секций меньше чем проектная длина обсадной колонны. Однако можно ограничиться 4 секциями, за счет увеличения прочности последней 4-й секции. Для
этого необходимо принять для этой секции
следующую группу прочности. При этом
Примем для шестой секции трубы 245х10,0К
(Страгивающая нагрузка
=2270 кН, вес 1 м – 58,0 кг)
Теперь видно, что длины 4-й секции достаточно, и нет необходимости рассчитывать 5-ю секцию. Необходимая длина 4-й секции:
-(
+
+
)=2200-(200+847+842)=2200-1889=311
м
Принимаем длину 4-й секции 311 м.
Вес всей колонны (всех ее секций):
Q=
=
1211222,1
Н
Q=1211 кН