- •КурсоВой проект
- •Составление регламента на углубление вертикальной нефтяной добывающей скважины глубиной 2870 м на Сургутском месторождении
- •1 Геологическая часть
- •2 Техническая часть
- •2.1 Анализ состояния техники и технологии бурения скважины на месторождении
- •Продолжение таблицы 6
- •Продолжение таблицы 6
- •П родолжение таблицы 6
- •2 .2 Выявление вида и зон осложнений в скважине
- •2.3 Конструкция скважин
- •2 .4 Тип и свойства промывочной жидкости
- •2 .5 Анализ физико-механических свойств горных пород разреза
- •2.6 Разделение геологического разреза скважины на интервалы условно одинаковой буримости
- •2 .7 Выбор типа долота и его промывочного узла
- •2 .8 Выбор способа бурения
- •2 .9 Обоснование компоновки бурильной колонны
- •2.10 Проектирование режима бурения
- •2.10.1 Расчет осевой нагрузки на долото
- •2.10.2 Расчет максимальной величины давлений на выкиде буровых насосов
- •2 .10.3 Проектирование расхода промывочной жидкости.
- •2.10.4 Расчет частоты вращения долота
- •2.11 Расчет гидравлической мощности насосов, их типа и количества, корректировка расхода промывочной жидкости
- •2.12 Выбор забойного двигателя
- •2.13 Расчет диаметра насадок долот
- •2.14 Расчет бурильной колонны на прочность
- •2.15 Проектирование профиля скважины
- •2 .16 Выбор буровой установки
- •2.17 Аварии и осложнения
- •2.18 Мероприятия по технике безопасности при углублении скважины и спо и по охране природы
2.10 Проектирование режима бурения
2.10.1 Расчет осевой нагрузки на долото
Осевая нагрузка на долото G, Н, определяется из условия объемного разрушения пород на забое скважины, исходя из твердости горных пород по штампу.
G = Рш · Fк , (10)
где Рш – твердость пород по штампу, МПа;
Fк – площадь контакта вооружения долота с забоем, м2;
Fк = 0,4Σℓiв3, (11)
где
ℓI – средняя сумма длин зубьев по образующей от трех шарошек долота, м;
в3 – ширина площадки притупления зубьев долота с условием вдавливания в породу, м;
Максимальную нагрузку на долото определяем по формуле:
Gmax = Ршmax Fк, (12)
где Ршmax – максимальная твердость по штампу, МПа;
Д инамическую составляющую осевой нагрузки на долото вычисляем по следующей формуле:
Gд = 0,15 · Gmax , (13)
Рассчитаем осевую нагрузку на долото для интервала условно одинаковой буримости 30-710м.:
Fк = 0,4·0,195·0,0037=2,88· 10-4, м2;
G=100·106·2,88·10-4=28800 Н;
Gmax = 480·106·2,88·10-4=138240 Н;
Gд = 0,15·138240=20736 Н,
Расчёт для остальных интервалов условно одинаковой буримости производится по той же методике, что и интервал 30-710м. Исходные данные необходимые для расчёта и результаты вычислений сведены в таблице 20.
Таблица 20 – Осевая нагрузка на долото
Интервал, м |
Σℓi, м |
bз, м |
Fк, 10-4 м |
Рш, МПа
|
G1, Н |
Gmax, Н |
Gср, Н |
Gд, кН |
30-710 710-1350 1350-2520 2520-2870 |
195 127 127 109 |
0,0037 0,0045 0,0045 0,0050 |
2,8 2,3 2,3 2,2 |
100-480 480-640 640-730 730-840 |
28800 110400 147200 160600 |
138240 147200 167900 184800 |
83520 128800 157550 172700 |
20736 22080 25185 27720 |
2.10.2 Расчет максимальной величины давлений на выкиде буровых насосов
Для расчета максимального давления на выкиде буровых насосов , МПа, при бурении с забойными двигателями применяем формулу:
, (14)
где
Gmax - максимальная осевая нагрузка на долото, кН;
Gвр - вес вращающихся элементов турбобура (забойного двигателя), кН;
Тп - осевая нагрузка на осевую опору двигателя, кН; Тп =25 кН;
, (15)
где
dср - средний диаметр турбинок, м ;
Роч - давление необходимое для очистки забоя от выбуренной породы, МПа;
, (16)
г де
Qmin – расход промывочной жидкости, достаточной для хорошей очистки скважины от выбуренной породы, л/с;
Nоч - мощность, расходуемая на подъем шлама над забоем скважины (на "очистку" забоя), кВт;
, (17)
где
Dс - диаметр скважины с учетом коэффициента уширения, м;
п, 1 - соответственно, плотность породы и промывочной жидкости, поступающей на забой, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Vм - механическая скорость проходки, м/с;
Lc - глубина скважины ила интервал бурения, м;
, (18)
где
Vкп - скорость в кольцевом пространстве, м/с;
Fкп – площадь кольцевого пространства, м2;
, (19)
где Vв - скорость ветания, м/с;
, (20)
где dч – условный диаметр частиц выбуренной породы, м;
, (21)
, (22)
где Fскв – площадь скважины, м2;
, (23)
где Fтр – площадь труб, м2;
Рдр - давление необходимое для доразрушения забоя, МПа;
, (24)
где 1 - плотность промывочной жидкости, поступающей на забой, кг/м3;
Vи – скорость истечения из насадок долота, м/с;
, (25)
где Gт- вес турбобура, кН, Gт=40,6 кН,
Gвр- вес вращающихся элементов турбобура, кН;
b -коэффициент учитывающий архимедову силу:
, (26)
Исходные данные и результаты вычислений сносим в таблицу 22
Таблица 21 Результаты расчета: потери давления в циркуляционной системе
Элементы циркуляционной системы |
Потери давления, МПа |
1 |
2 |
Внутренняя полость труб: -УБТ -СБТ -ЛБТ кольцевое пространство: -УБТ -СБТ -ЛБТ Промывочные отверстия долота Замки СБТ Наземная обвязка Во всей системе |
0,02 0,01 0,01
0,02 0,01 0,01 3,73 0 0,44 4,25 |
Рассчитаем максимальное давление на выкиде буровых насосов при бурении с забойными двигателями для интервала 30-710м.:
, МПа;
, м2;
, Па;
, Вт;
, м3/с;
, м2;
, Н;
МПа;
,
Для всех остальных интервалов расчёт максимального давления на выкиде буровых насосов рассчитывается по той же методике, что и для интервала 30-710м.
Т аблица 22 – Максимальное давление на выкиде буровых насосов
-
Интервал,м
Dc,
м
Fр,
м2
Nоч, Вт
ρп
кг/м3
ρж
кг/м3
ρ2, кг/м3
dч,
м
Vмех,
м/с
Gвр,
КН
Fкп,
м2
Qmin
м3/с
Pоч,ММПа
Pmax,МПа
Pдт,
МПа
30-710
710-1350
1350-2520
2520-2870
0,3838
0,2698
0,2698
0,2698
0,01766
0,01227
0,01227
0,01227
11168,76
12480,42
8454,65
8233,3
2000
2150
2100
2100
1170
1100
1100
1100
1180
1110
1110
1110
0,005
0,008
0,008
0,008
0,0167
0,0167
0,006
0,005
7,34
17,24
17,24
17,24
0,103
0,044
0,044
0,044
0,035
0,021
0,024
0,021
0,32
0,59
0,35
0,38
13,01
10,87
13,73
14,27
1,17
3,4
6,3
6,67