2 .9 Обоснование компоновки бурильной колонны

При бурении скважин на Сургутском месторождении используют бурильную колонну, состоящую из утяжеленных, легкосплавных и стальных бурильных труб. Диаметр бурильных труб, входящих в компоновку бурильной колонны D_УБТ, м, D_ТБПК, м, D_ЛБТ, м, можно определять по формулам (2), (3), но учитывая анализ промысловых данных и экономические факторы выбираем следующие типы труб и соответствующие им характеристики. Результаты выбора сносим в таблицу 17

D_УБТ = (0,75…0,85)D_д; (2)

D_{ТБПК, ЛБТ} = (0,6…0,66)D_д, (3)

где

D_УБТ, D_ТБПК, D_ЛБТ – диаметр утяжеленных, стальных и легкосплавных бурильных труб соответственно, м;

D_д – диаметр долот, м;

Таблица 17 – Характеристики бурильных труб

Интервал, м		Тип трубы	Наружный диаметр, мм	Группа прочности материала	Толщина стенки, мм
от (верх)	до (низ)
30	710	УБТ ПК ЛБТ	178 127 147	Д Д Д – 16 – Т	49 9,19 11
710	1350	УБТ ПК ЛБТ	178 127 147	Д Д Д – 16 – Т	49 9,19 11
1350	2520	УБТ ПК ЛБТ	178 127 147	Д Д Д – 16 – Т	49 9,19 11
2520	2870	УБТ ПК ЛБТ	178 127 147	Д Д Д – 16 – Т	49 9,19 11

Для интервалов, которые бурятся турбинным способом, расчёт проводится по следующим формулам:

Период продольных зубцовых вибраций долота Т_д, с, с учетом деформируемости забоя:

, (4)

где

- шаг зубьев на периферийном венце,

R- радиус долота,

n – частота вращения долота, необходимая для объемного разрушения породы,

Е – модуль упругости, Е=2,110 МПа,

F – площадь поперечного сечения тела динамически активного участка вала ГЗД,

- угол наклона оси шарошки к оси долота,

- коэффициент, который учитывает изменение частоты вращения вала ГЗД,

- динамическая нагрузка на долото, кН

=0,25

- статическая нагрузка на долото, кН

=0,85

Длину УБТ ℓ_УБТ, м, определяем из условия придания нижней части бурильной колонны необходимых динамических свойств по формуле:

ℓ_УБТ = (ℓ_т - ℓ_п), (5)

где

с = 5100 м/с – скорость распространения звука в металле труб;

ℓ_т – длина турбобура (табл. 18), м;

ℓ_п – расстояние от забоя до осевой опоры турбобура (табл. 18), м;

Т_д – период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя;

Длину стальных труб ℓ_СБТ, м, рассчитываем из условия создания недостающей нагрузки на долото:

ℓ_СБТ = , (6)

где

G – осевая нагрузка на долото (табл. 2.10.1), Н;

G_УБТ – вес УБТ, Н;

G₃ – вес забойного двигателя (табл. 18), Н;

q_ПК – вес 1м стальных труб, Н;

в_а – коэффициент, учитывающий Архимедову силу:

, (7)

где

ρ_ж, ρ_ПК – плотность промывочной жидкости и труб ПК соответственно, кг/м³;

Длину ЛБТ найдем по формуле:

ℓ_ЛБТ = Н – (ℓ_УБТ + ℓ_ПК + ℓ_за), (8)

где

Н – глубина скважины по стволу, м;

ℓ _УБТ, ℓ_ПК, ℓ_за – длины секций УБТ, ПК и забойного двигателя соответственно, м;

Исходные данные и результаты расчетов сведены в табл. 18, 19.

Таблица 18 – Результаты расчета длины УБТ

Интервал, м	ℓт, м	ℓп, м	Тд, с	ℓУБТ, м
30-710 710-1350 1350-2520 2520-2870	8,9 26,5 26,5 26,5	2,8 2,8 2,8 2,8	0,0095 0,0136 0,0181 0,0209	18 12 24 30

Таблица 19 – Результаты расчета длин труб ПК и ЛБТ

Интервал, м	Gу, Н	G3, Н	qпк, Н/м	ℓПК, м	ℓЛБТ, м
30-710 710-1350 1350-2520 2520-2870	27546 18365 36729 45911	19620 46303 46303 46303	262 262 262 262	456 438 552 576	228 876 1920 2316