Расчет давления нагнетания в буровых насосах

Давление на насос:

,

где - коэффициент запаса, равный;- давление на преодоление гидравлических сопротивлений:- бурильных труб;- соединения бурильных труб;- в кольцевом пространстве;- в колонковой трубе и коронке.

где - скорость нисходящего потока, равная:

,

где - диаметр бурильных труб, м;- плотность бурового раствора,;- эквивалентных диаметр каналопотока, равный, м;- длина бурильных труб, м;- эквивалентная длина бурильных труб,;- безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений, зависящий от типа жидкости.

Формула расчета для:

• воды:

,

где - гидравлическая шероховатость, равная:

- число Рейнольдса, равное:

,

где - кинематическая вязкость, равная.

• глинистого раствора:

, при

, при

, при

Число Рейнольдса равно:

,

где - эффективная вязкость, которая равна:

,

где - коэффициент структурной вязкости, равный;- динамическое сопротивление сдвигу, равное.

где - коэффициент местного сопротивления, равный:

,

где - опытный коэффициент, равный 2 – для АБТН и 1,5 – для ТБСУ;- наименьший диаметр соединений, м;- число соединений, равное:

,

где - длина бурильных труб;- длина 1 трубы.

где - плотность раствора, обогащенного шламом, равная;- скорость восходящего потока раствора, равная:

где ,- диаметр скважины, м;- диаметр бурильных труб, м.

- коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом канале, равный:

• для воды:

• для глинистого раствора:

, при

, при

При расчете давления на насос, в качестве бурового раствора была взята техническая вода, так как породы, в которых производится бурение алмазными коронками, являются монолитными.(немного не корректно. Мы не берём раствор только для забоя, а просто рассчитываем для него. Поидее у тебя до этого должен быть глинистый, но его нт т.к. мы условно берем по забою)

Расчет давления

- 0,055, м;

;

= 0,055, м;

- 105, м;

;

,

Расчет давления

;

- 0,016 м (диаметр соединений замка);

Расчет давления

;

м;

Общее давление нагнетания на насос составляет:

В соответствии со справочной литературой, был выбран буровой насос: НБ-4 320/ 63, который обеспечивает необходимое давление нагнетания и расход промывочной жидкости.

Таблица №7.Техническая характеристика насосной установки НБ 4 320/63

Подача, л/мин	32, 55, 105, 125, 180, 320
Давление нагнетания, МПа	6,3; 6,3; 6,3; 6,3; 5,5; 3,0
Число плунжеров	3
Частота вращения коленвала, об/мин	95, 140, 260
Диаметр плунжера, мм	45, 80
Длина хода плунжера, мм	90
Двигатель привода насоса: тип мощность, кВт	А2-72-6 22
Диаметр шлангов, мм всасывающего нагнетательного	75 38
Габариты насоса, мм длина ширина высота	1315 1110 866
Масса насоса, кг	950

Определение мощности бурового станка

Мощность бурового агрегата рассчитывается по формуле:

кВт,

где - мощность, затрачиваемая на забое, кВт;- мощность, затрачиваемая на вращение бурильных труб, кВт;- мощность расхода трансмиссии и в других узлах бурового агрегата, кВт.

При бурении алмазной коронкой:

При бурении твердосплавной коронкой:

,

где - коэффициент трения коронки о горные породы, равный 0,3.

кВт,

где - мощность на холостое вращение, равная:

,

где - коэффициент, учитывающий влияние промывной жидкости, равный 1 – для воды (1,2 – для глинистого раствора);- коэфф., учитывающий трещиноватость, равный 1 – для монолитных пород, 2- для трещиноватых;- материал труб, для стальных труб -1, для легкосплавных – 0,75;- соединение труб, равный 1;- кривизну бурильных труб, равный 1;- радиальный зазор, равный:

,

где - диаметр скважины, м;- диаметр бурильных труб, м;- масса 1 м бурильных труб;- жесткость материала труб:

• Па – для стальных труб;

• Па – для легкосплавных труб;

- сила инерции, равная:

,

где - внутренний диаметр бурильных труб, м;- глубина скважины, м;- частота вращения.

- мощность на вращение сжатой части, равная:

, кВт

, кВт

Расчет:

кВт

кВт

кВт

=7,47 кг;

=Па;

кВт

кВт

Итак, необходимая мощность бурового агрегата равна:

кВт,

Мощность двигателя, выбранного бурового агрегата равна 13 кВт, что достаточно для обеспечения необходимой мощности для бурения.

Таблица 8. Техническая характеристика буровой установки УКБ-3 200/300

Наименование показателей	Величина
1. Глубина бурения , м.
- с конечным диаметром бурения 93 мм.	200
- с конечным диаметром бурения 59 мм.	300
2. Диаметр бурильных труб, мм.	42, 50, 54
3. Угол бурения, град	90
4. Частота вращения шпинделя, об/мин.	110, 200, 355, 555, 815
5. Грузоподъемность лебёдки, т	2-3.2
6. Приводной двигатель станка	Электрический
Мощность кВт	13
7. Номинальная высота свечи, м	9,5
8. Скорость навивки каната на барабан	0,69; 1,25; 2,25; 3,5; 5,15
9. Длина мачты, м	14
10. Длина свечи, м	9,5