бурильных труб составляет 900 м; реактивный момент турбобура 2500 кгс-см, турбобур спущен на 168-мм бурильных трубах с тол щиной стенки 8 мм. Потери на трение отсутствуют.
Решение. Угол закручивания бурильных труб определяется по формуле
|
фз |
П О 2 |
M L |
|
GJr, |
|
|
|
где М — момент турбобура на оптимальном режиме в кгс-см; L — |
длина бурильных труб в м; Gs — модуль сдвига материала труб |
в кгс/см2; / — |
полярный момент инерции в см4. |
/ р = ■~ |
(Di - DL) = ^ |
(16,84 - 1 5 , 14) = 2700 см4, |
Тогда |
Gs =850000 кгс/см2. |
, па 2500-900 |
|
|
0,98 рад = 56® |
|
850 000-2700 |
|
|
(см. табл. 53 приложения).
Задача 268. Определить угол закручивания бурильной колонны
при следующих |
условиях: |
глубина скважины 1500 м; длина вер |
тикального |
участка 200 м; |
наружный диаметр бурильных труб |
146 мм; вес |
1 м |
бурильной |
колонны 33,3 кг; реактивный момент |
на корпусе турбобура (равный по величине активному моменту его турбины) составляет 154 кгс-м; угол наклона ствола скважины 20°; коэффициент трения труб о стенки скважины 0,2.
Решение. Определяем длину искривленного участка, на кото рую распространяется влияние момента,
2М
f i q d H s i n а ’
где М — реактивный момент турбобура в кгс-м; р — коэффициент трения труб о стенки скважины; q — вес 1 м бурильной колонны
в кг; d„ — наружный диаметр бурильных труб в м; а — угол на клона ствола скважины в градусах.
Тогда
|
г |
2-154 |
:926 м. |
|
0,2 • 33,3 • 0,146 • 0,342 |
|
|
|
Сравниваем Ьш с (L — LB), |
926<<(1500— 200). |
Определяем угол закручивания бурильной колонны по формуле
|
Фз |
мьы |
|
2Gsh ' |
|
|
где Gs — модуль |
сдвига материала труб в кгс/м2• Gs = 850 000 X |
X 104 кгс/м2; / 0 — полярный момент инерции в м4. |
/0= |
Ои (0,1464 - 0,1304) = 0,00001 И м 4. |
Тогда
|
фз = |
154-926 |
0,762 рад = 43,5°. |
|
2 -8 5 0 -103 - 0,111 |
|
|
|
|
Если LM> L — LB, то |
сначала |
определяем момент трения по |
|
формуле |
|
|
|
|
|
М,тр |
qL„]i |
sin а, |
где Ьи — длина ствола в искривленном интервале в м. Затем определяем угол закручивания по формуле
1
Фз = 10G,
где L — глубина скважины в м; LB— длина вертикального уча стка в м.
Так, например, если для данной задачи принять угол наклона ствола равным 10°, то
L y l = 0,2 -33,3 -0,146 -0,174 = 1 8 2 0 М'
1820 > 1 5 0 0 - 2 0 0
Поэтому определяем момент трения
М тр= 33,3.1300• 0,2- M i 0,174= 110 кгс -м.
Тогда
Ф з: |
10-850 000-104-0,0000111 |
154 -1 5 00 -110 х |
|
|
|
х( 200- 1300 )] = 0,254 |
рад =14,5°. |
Определение угла поворота отклонителя
Реактивный момент турбобура приводит к повороту отклонителя против часовой стрелки на определенный угол, называемый углом закручивания. Поэтому при установке отклонителя на забое по заданному азимуту необходимо учитывать это и увеличивать азимут на определенный угол, называемый углом опережения. При этом необходимо также учитывать естественное искривление скважины: если естественные условия искривляют ствол скважины вправо, то угол опережения равен углу закручивания минус угол естественного искривления; если естественные условия искривляют ствол сква жины влево, то угол опережения равен углу закручивания плюс угол естественного искривления, т. е.
фоп — фз Фе
или
фоп = Фз + фе.
Если нужно бурить в фактически полученном азимуте, то откло нитель необходимо повернуть по часовой стрелке на угол, называ емый углом поворота,
Р = Фо + Фп>
где фп — угол между плоскостью кривизны отклонителя и пло скостью искривления скважины у забоя, отсчитываемый по часовой стрелке в градусах.
Угол поворота, выраженный через длину окружности стола ротора, определяется по формуле
где г — радиус окружности стола ротора в см.
Задача 269. Определить угол поворота отклонителя, выраженный через длину окружности стола ротора, при следующих условиях: фактический азимут 340°; угол между плоскостью кривизны откло нителя и плоскостью искривления скважины 300°; угол закручива ния 20°; угол естественного искривления 4°. Естественные условия искривляют ствол скважины влево.
Решение. Определяем угол опережения.
фоп — 20° + 4° = 24°.
Определяем угол поворота отклонителя (в градусах)
Р = 300° + 24° = 324*.
Определяем угол поворота отклонителя (в см)
S 88 (360 — 324) = 55,4 см. 57,3
Здесь 88 — радиус окружности стола ротора в см.
П р и м е ч а н и е . Если при одновременном наборе кривизны необходимо изменить азимут искривления, то угол поворота инструмента определяем по формуле
Р — — ®у Фп “Ь ф от
где <Ху — угол установки отклонителя в градусах.
Знак плюс означает, что азимут необходимо увеличить, минус — уменьшить.
Т а б л и ц а 3
Основные размеры шарошечных долот разных диаметров для сплошного бурения по нормали ОН26 02—128—69
Диаметр долота, мм |
Предельное отклонение диаметра долота, мм |
Высота долота Я , мм не более
двух- и трех шарошечного |
одношарошечного |
|
! |
корпуса доло |
, не более |
Диаметр |
та D ,, мм |
Длина резьбового нип пеля 1, мм, не менее |
Суммарное сечение промывочных каналов, см2 |
Допустимая осевая нагрузка на долото, тс |
Вес долота, кг, не бо лее |
|
46 |
|
90 |
— |
43 |
33 ГОСТ 8482-57 |
40 |
1,7 |
1,5 |
1,0 |
|
59 |
|
120 |
— |
56 |
41,5 ГОСТ 8467-57 |
45 |
1,7 |
2,0 |
1,5 |
|
76 |
|
120 |
— |
72 |
3 - 4 2 |
ГОСТ 7918-64 |
50 |
1,7 |
3,5 |
2 |
|
93 |
+0,75 |
160 |
— |
90 |
3 —50 ГОСТ 7918-64 |
60 |
2,5 |
4 |
3,5 |
|
97 |
|
175 |
200 |
94 |
3 —62 ГОСТ 5286—58 |
70 |
2,5 |
5 |
4,2 |
|
112 |
|
175 |
|
109 |
3 -6 3 ,5 |
ГОСТ 7918-64 |
70 |
2,5 |
6 |
5 |
|
118 |
|
205 |
— |
115 |
3 - 7 6 |
ГОСТ 5286-58 |
88 |
|
6 |
6,5 |
|
132 |
|
200 |
|
128 |
3 —63,5 ГОСТ 7918-64 |
70 |
' 4 |
7 |
8 |
|
140 |
|
235 |
285 |
136 |
|
|
|
|
10 |
11,8 |
|
145 |
+ 1,0 |
235 |
— |
141 |
3 - 8 8 ГОСТ 5286—58 |
96 |
|
12 |
12,9 |
|
151 |
|
245 |
— |
147 |
6 |
13,9 |
|
|
|
|
|
|
|
161 |
|
245 |
305 |
157 |
|
|
|
|
15 |
16 |
|
172 |
|
250 |
— |
168 |
|
|
|
9,0 |
18 |
18 |
|
190 |
+ 1,25 |
275 |
350 |
175 |
3 -1 2 1 |
ГОСТ 5286-58 |
102 |
10 |
22 |
21,8 |
|
214 |
300 |
360 |
208 |
13,5 |
26 |
37,8 |
|
|
|
|
|
|
243 |
|
320 |
410 |
237 |
|
|
|
|
30 |
48,3 |
|
269 |
|
350 |
450 |
262 |
3 —147 ГОСТ 5286-58 |
|
17 |
32 |
65,0 |
|
295 |
+1,5 |
380 |
|
287 |
3 -1 5 2 |
ГОСТ 5286-58 |
127 |
|
|
81 |
|
320 |
400 |
|
310 |
|
|
|
40 |
107 |
|
|
|
3 —171 ГОСТ 5286-58 |
|
21 |
|
346 |
|
445 |
|
335 |
|
|
128 |
|
|
|
|
|
|
|
|
П р о д о л ж е н и е т а б л . 3
П р и м е ч а н и е . 1. Тип резьбовой головки—ниппель. |
диаметром 161 |
мм с резьбой |
2. Допускается изготовление |
гидромониторных долот |
3 —117; 243 мм с резьбой 3 — 147; |
295 мм с резьбой 3 —171 |
и увеличение |
высоты Н на |
20мм и веса на 3%- Резьба по ГОСТ 5286—58.
3.В гидромониторных долотах сечение промывочных каналов определяется насадками,
асуммарные сечения каналов в секциях должны быть не менее указанных в таблице.
4. До 1 января 1973 |
г. долота диаметром от 394 до 490 мм могут |
изготовляться |
с цельным литым корпусом, |
приварными лапами и муфтовым резьбовым соединением. |
5 . Указанное обозначение резьбы соответствует принятому обозначению |
по ГОСТам, |
например: 3 -1 2 1 - ГОСТ 5286 -58, 3 - 5 0 -ГО С Т 7918 -64 . |
специальным |
6. Присоединительная резьба изготовления по указанным стандартам и |
техническим условиям на резьбу, утвержденным в установленном порядке. |
|
|
Т а б л и ц а 4 |
|
Т а б л и ц а 5 |
Нагрузка на 1 см диаметра долота |
Нагрузка на 1 |
см диаметра долот |
в кгс |
|
|
различных типов, |
|
|
|
|
применяемых при бурении |
|
Долото |
|
|
|
Условная |
|
|
|
|
Нагрузка на 1 см |
характеристика |
шарошеч |
лопастное |
Тип долота |
горных пород |
диаметра долота, |
|
ное |
(РХ) |
|
кгс |
Очень мягкие |
300—470 |
300-400 |
|
|
Мягкие |
400-570 |
М |
200-600 |
Средней твердо |
470—750 |
— |
|
|
МС |
200-600 |
сти |
|
|
|
|
|
|
С |
300-800 |
Твердые |
750-900 |
— |
|
|
СТ |
400—900 |
Очень твердые |
900-1000 |
|
|
|
|
Т |
700—1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТК |
800-1200 |
|
|
|
|
К |
900—1500 |
П р и м е ч а н и е . |
На трехлопастное |
до |
|
|
лото нагрузка должна |
быть в 1,3 —1,5 |
раза |
|
|
больше, чем на РХ. |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а f> Основные параметры алмазных долот для сплошного бурения
|
Диаметрдолота Я, мм |
Диаметркорпуса долотаD 1, мм |
Высотадолота, Я , мм 1------------------------------- |
Присоединительная резьбапо ГОСТ 5286-58 |
Шифр алмазного |
|
|
|
долота |
|
|
|
|
Радиальные |
140 |
118 |
255 |
3-88 |
ДР6С1 |
ДР8С1 |
188 |
124 |
250 |
3-121 |
ДР9С1 |
212 |
185 |
250 |
3-121 |
Радиальные |
с |
|
|
|
мелкими вы |
|
|
|
ступами |
140 |
108 |
240 |
3-88 |
ДР140СТ1 |
ДР159СТ1 |
159 |
118 |
270 |
3-101 |
ДР188СТ1 |
188 |
146 |
305 |
3-121 |
ДР212СТ1 |
212 |
156 |
325 |
3-121 |
ДР188Т1 |
188 |
146 |
305 |
3-121 |
ДР212Т1 |
212 |
156 |
320 |
3-121 |
Специальные |
|
|
|
|
ДС8Т1 |
188 |
165 |
260 |
3-121 |
ДС9Т1 |
212 |
156 |
320 |
3-121 |
, карат |
кг |
|
|
|
|
алмазов |
долота, |
|
|
Назначение |
|
|
|
|
Вес |
Вес |
Тип |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
192 |
21 |
С |
Для |
бурения |
малоаб- |
366 |
39 |
С |
разивных пород сред- |
417 |
48 |
с |
ней твердости |
225 |
23 |
с т |
Для |
бурения |
средне- |
291 |
32 |
с т |
абразивных |
пород |
396 |
41 |
с т |
средней твердости и |
488 |
54 |
с т |
твердых |
|
448 |
41 |
т |
То же |
|
533 |
54 |
т |
» |
|
|
325 |
40 |
т |
Для |
бурения |
малоаб- |
400 |
52 |
т |
разивных, |
средне- |
|
|
|
абразивных |
и твер |
|
|
|
дых пород |
|
Ступенчатые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТ6С1 |
140 |
108 |
250 |
3-88 |
190 |
19 |
с |
Для |
бурения |
мягких |
ДТ8С2 |
188 |
143 |
310 |
3-121 |
376 |
36 |
с |
и средней твердости |
ДТ9С2 |
212 |
156 |
330 |
3-121 |
442 |
50 |
с |
пород |
|
ДТ140С5 |
140 |
108 |
250 |
3-88 |
175 |
23 |
с |
Для бурения малоабра- |
ДТ188С5 |
188 |
146 |
310 |
3-121 |
350 |
41 |
с |
зивных мягких и сре- |
ДТ212С5 |
212 |
156 |
330 |
3-121 |
410 |
54 |
с |
дней твердости пород. |
Ступенчатые |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
торовидными |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выступами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДК188С2 |
188 |
146 |
320 |
3-121 |
379 |
41 |
с |
Для |
бурения |
малоаб- |
ДК212С2 |
212 |
156 |
335 |
3-121 |
433 |
54 |
с |
разивных |
средней |
Долота |
ступен |
|
|
|
|
|
|
твердости пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чатые- |
с уси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ленной торцо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вой поверхно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТ140С6 |
140 |
108 |
250 |
3-88 |
225 |
36 |
с |
Для |
бурения |
малоаб- |
ДТ188С6 |
188 |
146 |
310 |
3-121 |
370 |
41 |
с |
разивных |
средней |
ДТ212С6 |
212 |
156 |
330 |
3-121 |
440 |
54 |
с |
твердости пород |
Ступенчатые |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
торовидными |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выступами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
треугольным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
центром |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДК188С5 |
188 |
146 |
320 |
3-121 |
388 |
41 |
с |
Для |
бурения |
малоаб- |
ДК212С5 |
212 |
156 |
335 |
3-121 |
460 |
54 |
с |
разивных |
средней |
ДК267С5 |
267 |
178 |
385 |
3-147 |
653 |
92 |
с |
твердости пород |
П р о д о л ж е н и е т а б л . 6
Диаметрдолота D, мм |
Диаметркорпуса долотаD 1, мм |
Высотадолота Н, мм |
Присоединительная резьбапо ГОСТ 2865-58 |
алмазовВес , карат |
долотаВес , кг |
Тип |
|
|
|
|
|
|
Назначение |
Импрегнирован- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
с |
торо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
видными |
вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ступами |
|
188 |
146 |
320 |
3-121 |
488 |
41 |
С |
Для бурения малоаб- |
ДИ188С2 |
ДИ212С2 |
212 |
156 |
330 |
3-121 |
581 |
54 |
С |
разивных |
средней |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
твердости и твердых |
Импрегнирован- |
|
|
|
|
|
|
|
пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
лопаст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
|
|
140 |
122 |
200 |
3-88 |
280 |
15 |
|
Для бурения малоаб- |
ДМ6С1 |
с |
ДМ8С1 |
188 |
166 |
230 |
3-121 |
480 |
28 |
с |
разивных |
мягких и |
ДМ9С1 |
212 |
185 |
240 |
3-121 |
572 |
34 |
с |
средней |
твердости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пород |
|
П р и м е ч а н и е . Тип резьбовой головки—муфта.
Т а б л и ц а 6а
Краткая техническая характеристика долот ИСМ, оснащенных сверхтвердым материалом «славутич» марки С-3
Диаметр долота, |
Шифр долота |
Содержание |
Способ присоедине |
мм |
материала |
ния долота |
|
|
«славутич», см3 |
по ГОСТ 5286 - 58 |
116 |
ИСМ-116С |
33 |
3-76 |
143 |
ИСМ-143С |
47 |
3-88 |
160 |
ИСМ-160 |
63 |
3-88 |
188 |
ИСМ-188С-1 |
70 |
3-121 |
188 |
ИСМ-188С-3 |
82 |
3-121 |
212 |
ИСМ-212СМ |
100 |
3-121 |
241 |
ИСМ-241 |
120 |
3-121 |
267 |
ИСМ-267С |
154 |
3-147 |
293 |
ИСМ-293 |
175 |
3-147 |
П р и м е ч а н и е . |
Шифр долота ИСМ-1 8 8 С- 3 |
обозначает следующее: |
ИСМ—тип доло |
та; 188—наружный диаметр долота в мм; С—предназначено для бурения пород средней твердости (СМ—для бурения средних и мягких пород); 3—третья модификация.
Т а б л и ц а 7
Технические характеристики алмазных долот типа АДУ
Тип и размер долота
Ш>Л
N |
СП |
1ГЗ |
т |
|
со |
1 |
1 |
1 |
(М |
|
1 |
|
fct |
п |
н |
< |
< |
<; |
Диаметр долота, мм |
|
96 |
116,5 |
142,5 |
142,5 |
185 |
Диаметр корпуса долота, мм |
85 |
108 |
118 |
118 |
146 |
Присоединительная резьба |
3-62 |
3-76 |
3-101 |
3-101 |
3-121 |
|
|
|
ГОСТ |
ГОСТ |
ГОСТ |
ГОСТ |
ГОСТ |
Площадь |
сечения |
промывоч- |
5286—58 5286-58 5286-58 5286—58 5286-58- |
3,7 |
7,0 |
9,0 |
9,0 |
12,0 |
ных каналов, см2 |
|
6,0 |
|
|
|
|
Диаметр |
керна в центральной |
8,0 |
10,0 |
10,0 |
12,0 |
части, |
мм |
HRC |
45—55 |
45—55 |
45—55 |
4 0 -50 |
40 -50 |
Твердость матрицы, |
Количество алмазов: |
250-280 |
450—500 |
750-800 |
850-900 900-1000 |
зерен, шт. |
|
вес, |
карат |
|
65 -70 |
110-120 |
170—180 |
200—210 |
240-250 |
|
|
Рекомендуемый режим бурения |
|
|
Осевая нагрузка, тс |
|
2,0-2,5 |
2,5-3,5 3,5-4,0 |
4,0-6,0 6,0-8,0- |
Скорость вращения долота, SC1000 |
До 900 |
До 800 |
До 800 |
До 700 |
Производительность |
насоса, |
6 - 8 |
10-12 |
12-14 |
12-14 |
20 -25 |
л /с |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8
Зависимость диаметра турбобура, УБТ и бурильных труб от диаметра долота
Диаметр долота, |
Наружный диаметр |
Наружный диаметр, |
Наружный диаметр |
мм |
турбобура, мм |
труб УБТ, мм |
бурильных труб, |
|
|
|
|
|
мм |
118, |
135 |
100 |
(4") |
95 |
60—73 |
135—161 |
127 |
(5") |
108 |
89—102 |
190—214 |
170 |
(6V ) |
146-159 |
114—127 |
214—243 |
190 |
(7V.'); |
159—178 |
127-146 |
|
243 |
215 |
(8'') |
197 и 203 |
140-168 |
|
235 |
(9") |
