Динамічне напруження зсуву, Па | фо = 3,03

Тип ротора | Р – 560 – 6

Тип насоса | У8 – 6МА2

Довжина бурильних труб, м: | Lбт1 = 300

Lбт2 = 1000

Lбт3 = 1540

Діаметр бурильних труб, м: | Dбт1 = 0,127

Dбт2 = 0,127

Dбт3 = 0,140

Довжина ОБТ, м | Lобт = 160

Діаметр ОБТ, м | Dобт = 0,178

Проектування параметрів режиму буріння проводимо в такій послідовності:

Визначаємо бажане осьове навантаження на долото Gд.

Навантаження на долото можна визначити виходячи із об’ємного руйнування гірської породи двома способами.

а) За питомим навантаженням

Gд = q0 Ч Дд, | (2.29)

де: q0 – питоме навантаження на одиницю діаметра долота, Н/м, по таблиці 3.5 [3];

q0 = (5 – 10) Ч 105 Н/м;

Дд – діаметр долота, м;

Дд = 0,2159 м.

Gд = (5 – 10) Ч 105 Ч 0,2159 = (107950 – 215900) Н

б) За твердістю і площею контакту

Gд = kB Ч рШ Ч Fк, | (2.30)

де: kB – коефіцієнт, який враховує вплив вибійних умов на твердість гірських порід, kB = 0,8 згідно [3];

рШ – твердість породи за штампом при атмосферному тиску, Па [5];

Fк – площа контакту зубів долота з породою, Fк = 250 мм2 згідно [3].

Gд = 0,8 Ч 1000 Ч 106 Ч 250 Ч 10-6 = 200000 Н

Розраховану величину осьового навантаження на долото порівнюємо з максимально допустимим:

[Gд] = Дд Ч с, | (2.31)

де: с – емпіричний коефіцієнт, який залежить від діаметра долота, кН/м.

В нашому випадку с = 1200 кН/м.[7]

Отже [Gд] = 0,2159 Ч 1200 = 259 кН

Приймаємо Gд = 200 кН

Gд ? [Gд] | (2.32)

200 кН < 259 кН

Умова виконується

Для подальших розрахунках приймаємо Gд = 200 кН.

Визначаємо швидкість обертання долота із умови забезпечення необхідного часу контакту зуба долота з породою.

Для шарошкових доліт швидкість обертання долота визначається за формулою:

2р Ч dШ

щД = —————— ,

tmin Ч Дд Ч z | (2.33)

де: щД – швидкість обертання долота, с-1;

dШ – діаметр шарошки по периферійному вінці, м; при відсутності практичних даних приймається dШ = Дд / 1,6;

tmin – мінімально необхідний час контакту зуба долота з породою, с;

tmin = (3 – 8) Ч 10-3 с;

z – максимальна кількість зубів на периферійному вінці шарошки; z = 20;

tmin = 0,005 с;

dШ = 0,2159 / 1,6 = 0,135 м.

2 Ч 3,14 Ч 0,135

щД = ——————————— = 39,3 с-1

5 Ч 10-3 Ч 0,2159 Ч 20

Згідно проектної глибини свердловини і технологічної характеристики ротора Р–560–6 приймаємо кількість обертів ротора n = 60 об/хв.

Тоді швидкість обертання долота

р Ч n

щД = ——— ,

30 | (2.34)

де: n – кількість обертів ротора, об/хв.

3,14 Ч 60

щД = ————— = 6,28 с-1

30

Для подальших розрахунків приймаємо щД = 6,28 с-1.

Проектуємо витрату промивальної рідини із трьох умов

а) із умови очищення вибою свердловини від вибуреної породи

Q1 = q0 Ч Fвиб, | (2.35)

де: Q1 – витрата промивальної рідини, м3/с;

q0 – питома витрата промивальної рідини, л/с;

При роторному способі буріння q0 = 0,35 – 0,5 м/с [3].

Приймаємо q0 = 0,5 м/с.

Fвиб – площа вибою свердловини, м2;

р

Fвиб = —— Ч Дд2,

4 | (2.36)

3,14

Q1 = 0,5 Ч —— Ч 0,21592 = 0,0183 м3/с

4

б) із умови транспортування шламу в кільцевому просторі

Q2 = хmin Ч Fкп, | (2.37)

де: хmin – швидкість руху рідини в кільцевому просторі, м/с;

Згідно[3] хmin = 0,7 – 1,0 м/с.

Приймаємо хmin = 0,7 м/с.

Fкп – площа кільцевого простору, м2;

р

Fкп = —— Ч (Дсв2 – dБТ2),

4 | (2.38)

де: Дсв – діаметр свердловини, м;

dБТ – діаметр бурильних труб, м.

Оскільки кільцевий простір складається з двох ділянок – закріпленої та незакріпленої, то формула може мати різний вигляд

- для незакріпленого інтервалу:

ДсвНЗ = Дд Ч Ккав, | (2.39)

- для закріпленого інтервалу:

ДсвЗ = Дот – 2 Ч tОТ, | (2.40)

де: Ккав – коефіцієнт кавернозності;

Дот – діаметр обсадних труб, м

tОТ – товщина стінки обсадної труби, м.

Таким чином для незакріпленого інтервалу формула (2.38) буде мати вигляд:

р

Q2НЗ = хКП Ч — Ч [(Дд2 Ч Ккав) – dБТ2],

4 | (2.41)

де: хКП – швидкість руху рідини в кільцевому просторі, м/с.

Для закріпленого інтервалу

р

Q2З = хКП Ч — Ч [(Дот – 2 Ч tОТ) 2 – dБТ2].

4 | (2.42)

Щоб забезпечити вибрану швидкість висхідного потоку у будь – якому перерізі, то в незакріпленому інтервалі враховується пласт із найбільшим коефіцієнтом кавернозності, а в закріпленому – секція обсадної колони з найменшою товщиною стінки.

хКП = 0,7 м/с

Q2НЗ = 0,7 Ч 0,785 Ч [(0,21592 Ч 1,15) – 0,1272] = 0,02 м3/с;

Q2НЗ = 0,7 Ч 0,785 Ч [(0,21592 Ч 1,15) – 0,1402] = 0,0186 м3/с;

Q2З = 0,7 Ч 0,785 Ч [(0,245 – 2 Ч 0,0111) 2 – 0,1272] = 0,0184 м3/с;

Q2З = 0,7 Ч 0,785 Ч [(0,245 – 2 Ч 0,0111) 2 – 0,1402] = 0,0165 м3/с

в) із умови забезпечення гідромоніторного ефекту:

Q3 = хВП Ч Fнс, | (2.43)

де: хВП – швидкість руху рідини при проходженні гідромоніторного отвору, м/с. Повинна виконуватись умова хВП ? 80 м/с, згідно [4].

Приймаємо хВП = 90 м/с.

Fнс – площа поперечного перерізу насадок, м2;

р

Fнс = — Ч (n Ч dН2),

4 | (2.44)

де: n – кількість насадок; n = 3;

dН – діаметр насадки, м; dН = 0,009 м.

3,14

Fнс = —— Ч (3 Ч 0,0092) = 0,1907 Ч 10-3 м2;

4

Q3