4.Расчет мощности ротора и необходимой мощности привода с учетом кпд трансмиссии. Вывод о резерве производительности.

Мощность ротора должна быть достаточной для вращения бурильной колонны, долота и разрушения горной породы забоя скважины :

_{= ;}

где =0,90-0,95 КПД ротора, который учитывает потери в трущихся деталях ротора. Для определения мощности на холостое вращение бурильной колонны можно воспользоваться формулой:

=13,5*10^-8*L*d²*n^1.5*D^0.5* ;

где D - диаметр скважины, м;  - удельный вес промывочной жидкости, Н/м3; n (в мин^-1), D - диаметр скважины, м; d - диаметр бурильных труб, м;  n -частота вращения снаряда, с^-1; L - глубина скважины, м;

В предварительных расчетах частоту вращения стола ротора в зависимости от текущей и конечной глубины бурения вычисляют по эмпирической зависимости, принятой Уралмашзаводом:

n=200-150* ;

Мощность расходуемую на разрушение породы шарошечным долотом, можно определить, используя формулу:

^-5 * ^1,3 *n*D^0.4;

где с - коэффициент крепости пород, принимаемый для мягких пород с=2,6; для пород средней твердости с=2,3; для крепких с=1,85; осевая нагрузка на долото, кН;

Осевая нагрузка на долото вычисляется по формуле:

= , длина УБТ при роторном бурении

где - вес 1 м УБТ.

Резерв производительности бурового ротора определяется по формуле:

R= *100%

Мощность привода с учетом КПД трансмиссии:

= ;

Где z - число двигателей; k=1.3÷1.45- коэффициент перегрузки; -

общий КПД трансмиссии, для механических передач принимается 0,92-0,97 , для гидромеханических 0,7-0,75.

Расчет:

Вычисляем частоту вращения стола ротора:

n=200-150* ;

Интервал бурения эксплуатационной колонны 700 -2200 м

=700 м

=2200м

n=200-150* =200-48=152 об/мин

Вычисляем осевую нагрузку на долото:

УБТ-230

=273,4 кг

= =509,6 кН

Вычисляем мощность на холостое вращение:

Бурильные трубы СБТ 140*12

d=0.140 м

= =1200 кг/м³

=13,5 *10^-8*L*d²*n^1.5*D^0.5* =

13,5*10^-8*2200*0,140²*152^1,5*0,245^0,5*1,2*10⁴=64,79 кВт

Вычисляем мощность на вращение долота:

c=2.3

^-5 * ^1,3 *n*D^0.4=2.3*10^-5*509.6^1.3*152*245^0.4=

=104.3 кВт

Вычисляем мощность ротора:

_{= = =187.8 кВт}

Расчет показывает, что без учета диаметра проходного отверстия в столе ротора может быть использован ротор Р-560 с номинальной мощностью 370 кВт и условной глубиной бурения 1600-4000 м.

Вычисляем мощность привода с учетом КПД трансмиссии:

= = =187.8/1.17=160.5 кВт

Вычисляем резерв производительности бурового ротора:

R= *100% =

Вывод: Резерв производительности составляет половину от всей производительности ротора.