5. Выбор и расчет компоновок бурильной колонны для бурения различных интервалов

При бурении наклонно-направленных скважин бурильная колонна обычно включает в себя утяжеленные толстостенные бурильные трубы (УБТ) и бурильные трубы (БТ).

В общем случае УБТ являются компоновкой нижней части бурильной колонны (КНБК), в которую кроме долота и двигателя, входят центрирующие элементы (калибраторы, центраторы и т.п.), необходимые для проводки скважины согласно заданному профилю.

Расчет КНБК заключается в определении диаметров и длины УБТ, обеспечивающие заданную нагрузку на долото при наибольшей устойчивости и прочности компоновки при различных способах бурения.

9.1. Расчет компоновки убт.

Роторный способ бурения.

Выбираем диаметр первой ступени УБТ, расположенных над долотом по формуле:

(9.1)

Окончательно выбираем

Согласно диаметру долота выбираем диаметр бурильных труб

Примем диаметр труб наддолотного комплекта равным диаметру остальных труб

Число ступеней в КНБК определяется из выражения:

(9.2)

Следовательно, наружный диаметр одноступенчатой УБТ выбран правильно. Группа прочности стали «Л».

Определяем длину одноступенчатой УБТ, для создания необходимой осевой нагрузки Р_д=100 кН, по формуле:

(9.3)

где Р_д – осевая нагрузка на долото, кН;

G_зд – масса забойного двигателя, кг;

ρ, ρ_м – плотность жидкости и материала труб УБТ, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

q_УБТ – масса погонного метра ступени УБТ, кг;

λ₁ – эмпирический коэффициент (λ₁=0,5).

Окончательно принимаем l_УБТ = 100м, т.е. 4 свечи по 25м.

Определяем общий вес УБТ в жидкости по формуле:

(9.4)

Общая длина всей КНБК составляет l_КНБК = 100м.

Турбинный способ бурения.

Выбираем диаметр первой ступени УБТ, расположенных над долотом :

Окончательно выбираем

Согласно диаметру долота выбираем диаметр бурильных труб

Примем диаметр труб наддолотного комплекта равным диаметру остальных труб

Число ступеней в КНБК определяется из выражения :

Следовательно, наружный диаметр одноступенчатой УБТ выбран правильно. Группа прочности стали «К».

Определяем длину одноступенчатой УБТ, для создания необходимой осевой нагрузки Р_д=160 кН, по формуле:

где Р_д – осевая нагрузка на долото, кН;

G_зд – масса забойного двигателя, кг;

ρ, ρ_м – плотность жидкости и материала труб УБТ, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

q_УБТ – масса погонного метра ступени УБТ, кг;

λ₁ – эмпирический коэффициент (λ₁=1).

Окончательно принимаем l_УБТ=100м, т.е. 4 свечи по 25м.

Определяем общий вес УБТ в жидкости по формуле :

Общая длина всей КНБК по формуле:

где - соответственно длины УБТ, забойного двигателя и долота.

Бурение с винтовым забойным двигателем.

Выбираем диаметр первой ступени УБТ, расположенных над долотом по формуле :

Окончательно выбираем

Согласно диаметру долота выбираем диаметр бурильных труб

Примем диаметр труб наддолотного комплекта равным диаметру остальных труб

Число ступеней в КНБК определяется из выражения:

Следовательно, наружный диаметр одноступенчатой УБТ выбран правильно. Группа прочности стали «К».

Определяем длину одноступенчатой УБТ, для создания необходимой осевой нагрузки Р_д=170 кН, по формуле :

Окончательно принимаем l_УБТ=150м, т.е. 6 свечей по 25м.

Определяем общий вес УБТ в жидкости по формуле :

Общая длина всей КНБК по формуле:

где - соответственно длины УБТ, забойного двигателя и долота.