Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчеты процессов и механизмов в бурении скважин. Учебно-методическое пособие
.pdf
11
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
БУРОВОГО СНАРЯДА ПРИ ТВЕРДОСПЛАВНОМ БУРЕНИИ
(рад/с)
;
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
Примечание
от
до
Окружная ско-
рость движения
резцов
м/с
1,0 крепкие
породы
(YI–YIII кат.)
3,0 мягкие
породы
(II–IY кат.)
Ограничивается
сверхнормативным
износом
Средний диа-
метр коронки
м
46*10
-3
223*10
-3
Стандарт
n
0
Частота враще-
ния
Рад/с
об/мин
9,3
93
65
500
Ограничение техни-
ческими условиями
бурения
12
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3
МИНИМАЛЬНАЯ (КРИТИЧЕСКАЯ) ЧАСТОТА
ВРАЩЕНИЯ ШНЕКОВОГО СНАРЯДА
(рад/с)
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы измерения
от
до
R
Радиус вала
шнека
м
50*10
-3
89*10-3
a
Угол подъема
винтовой ленты
град
10
30
f
Коэффициент
трения породы
о шнек
–
0,25
1,4
f’
Коэффициент
трения породы
о породу
–
0,2
1,5
g
Ускорение силы
тяжести
м/с
2
9,8
Основные аналитические задачи:
1. Оцените влияние коэффициента трения породы о шнек и породы о породы
на n
min
. Постройте графики зависимости n
min
от f и f’ для различных значений R и a.
2. Оцените влияние конструктивных параметров шнека (R и a) на n
min
для вяз-
ких (f’ = 1,5; F = 0,25). Постройте графики.
13
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ
ВОСХОДЯЩЕГО ПОТОКА И РАСХОДА ОЧИСТНОГО АГЕНТА
ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ НОРМАТИВНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
(ДЛЯ ВОДЫ МАЛОГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ)
1. Критическая скорость восходящего потока очистного агента, м/с:
ϒϒ
ϒ
.
2. Рациональная скорость восходящего потока, м/с:
.
3. Расход промывочной жидкости, обеспечивающий рациональную скорость
движения восходящего потока, м3/с:
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
от
до
Кф Коэффициент формы
частиц шлама
–
2,5
(плоские)
5,11
(идеальный шар)
d
u
Диаметр (средний размер)
частиц
м
0,1*10
3
1,5*10
3
ϒп Удельный вес
горной породы, руды
т/м
3
2,0
5,5
ϒр
Удельный вес раствора
т/м
3
1 1,15
U
Желательная скорость
движения шлама вверх
м/с
0,1
0,3
d
бур.тр.
Диаметр бурильной колонны,
номинальный
(без учета износа)
м
32*10
-3
73*10
-3
14
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
от
до
Диаметр бурильной колонны,
с учетом износа
м
30*10
-3
70*10
-3
D
скв
Диаметр скважины,
номинальный
м
46*10
-3
225*10
-3
Диаметр скважины, с учетом
разработки ствола
м
47*10-3
230*10-3
50*10-3
250*10-3
Диаметр скважины,
с учетом каверн
м
По геолого-геофизическим
и гидрогеологическим данным
D
скв
= 500*10-3
Qkp
Расход очистного агента
м
3
/с
л/мин
0,0002
10,0
0,003
160
15
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 5
КРИТИЧЕСКИЙ РАСХОД ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА
С УЧЕТОМ РЕОЛОГИИ РАСТВОРА
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы
измерения
Примечания
от
до
D
Диаметр
долота
мм
46
225
–
d
Диаметр
колонны
мм
32
73
–
ŋ
Пластическая
вязкость
Пуаз
(Па*с)
0,05
0,4
В зависимости
от содержания
глины в качестве
раствора
γ
Удельный вес
раствора
г/см
3
1,01
1,2
0
Динамическое
напряжение
сдвига
Дин/см
2
50
600
Q
Расход глини-
стого раствора
Критическая
скорость восхо-
дящего потока
л/с
м/с
0,1
5,0
В зависимости
от диаметра
скважины
16
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 6
РАСЧЕТ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ
ПРИ ТВЕРДОСПЛАВНОМ БУРЕНИИ
(кН)
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
от
до
b
Ширина резца
м
3*10
3
30*10
3
K
Количество резцов
на ширине кольца
шт
2 (М-1)
4 (СТ-2)
m
Количество
основных резцов
шт
8 (М-1)
30 (СА-3)
Коэффициент резцов
о породу
–
0,2
1,0
Удельный износ
резца
м
3
/Н*м
2
60
D
н
Наружный диаметр
коронки
М
46*10
3
225*10
3
n
Частота вращения
снаряда
рад/с
60
360
a
Угол приострения
резца
град
45
90
ŋ
Коэффициент угла
приострения
–
0,97
0,9
P
ш
Твердость породы
по штампу
Па
1*10
6
70*10
3
17
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ (ИНТЕНСИВНОСТИ)
УГЛУБКИ СКВАЖИНЫ ПРИ ТВЕРДОСПЛАВНОМ БУРЕНИИ
(м/ч)
.
Если , то
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
от
до
n
Частота вращения снаряда
об/мин
40
600
h0 Торцовый вылет
основных резцов
М
0,1*10-3
5*10
-3
m
Количество резцов
шт
4
20
K
Коэффициент включения
резцов
-
0,3
0,5
e
Основание натуральных
логарифмов
1/град
2,71
2,71
γ
Декремент затухания
–
0,1
1
t
Текущее время
(длительность рейса)
ч
0,5
6
Vм Интенсивность углубки
(механическая скорость)
м/ч
0,15
25
V0 Начальная механическая
скорость
м/ч
Здесь Vм — величина приращения глубины скважины в единицу времени на
данный момент (интенсивности углубки). Выражается показательной функцией постепенного замедления от максимального начального значения V0 в соответствии с γ.
V0 и γ зависят от технологических условий: прочности пород, абразивности,
характеристик инструмента, параметров бурения {Pш, К
абр
, Хи, Рб}.
Чем легче условия бурения и лучше инструмент, тем больше V0 (↑)
и меньше γ (↓) — долго не замедляется бурение.
18
Чем интенсивнее режим бурения (максимальные параметры), тем больше
V0 (↑) и γ (↑) — вначале углубка идет быстро, но очень быстро замедляется — на
малой глубине приемлемо.
Чем слабее режим бурения, тем меньше V0 , но и тем медленнее затухание
Vм (см. рис. 1).
γ = 0; Vм = V
0
Незатупленный инструмент
γ =1; Vм=V0*
Интенсивное затупление
γ =0,5; Vм=V0*
Интенсивное затупление
Рис. 1. Графики изменения механической скорости
от декремента затухания
19
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 8
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ
НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОД
ПРИ АЛМАЗНОМ БУРЕНИИ
(м/ч)
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменения
однослойные
алмазные
коронки
импрегни-
рованные
алмазные
коронки
Fд Коэффициент
динамической
прочности
–
10–15
15–30
K
абр
Коэффициент
абразивности
пород
–
1,1–2,0
2,1–2,6
L
Коэффициент
конструктивности
коронки
–
5,9
0,14
-a
Коэффициент
влияния прочности
пород
–
0,36
0,2
Vм Механическая
скорость бурения
м/ч
1,8–1,9
0,15–0,12
20
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 9
РАСЧЕТ ШПИНДЕЛЯ БУРОВОГО СТАНКА
Шпиндель испытывает осевую нагрузку от механизма подачи и крутящий
момент.
1. Напряжение от осевой нагрузки, Н/м2:
.
2. Крутящий момент на шпинделе, Н·м:
.
, кВт
3. Касательные напряжения от крутящего момента, снимаемого со шпинделя,
Н/м
2
:
;
, м3.
4. Полное приведенное напряжение в теле шпинделя, Н/м
2
:
.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменений
от
до
Q
Усилие подачи станка
Н
40000
50000
D
Наружный диаметр
шпинделя
м
51*10
-3
61*10-3
d
Внутренний диаметр
шпинделя
м
43*10-3
53*10-3
N
max
Мощность, передаваемая
на шпиндель
кВт – –
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]