Книги, научные публикации
14. ПРОИЗВОДСТВО СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ Задачей этого раздела является расчет числа свечей бурильных труб, поднимаемых на различных рациональных скоростях подъема [20, 25].
После выбора буровой установки по технической характе- р истике лебедки, входящей в ее комплект, устанавливаются скорости подъема крюка при определенной схеме талевой оснастки.
Затем рассчитывается грузоподъемность лебедки (Н) для каждой из скоростей подъема крюка в соответствии с приводной мощностью 10Nт Qi =, (14.1) vпi где N - мощность на подъемном валу лебедки, кВт;
т - КПД талевой системы;
vп i - скорость подъема крюка при i-й скорости, м/с;
- ко эффициент перегрузки (длительной) для электродвигателя, = 1,3.
Коэффициент полезного действия талевой системы т зависит от числа шкивов, диаметра каната, степени их изношенности, нагрузки на крюке и т.д. Для практических расчетов можно пользоваться форму лой т = 1 - 0,02Uт.с, (14.2) где Uт.с - число шкивов талевой системы минус 1 невращающегося шкива, через который проходит неподвижно закрепленный конец ка ната;
т - более точно выбирают из табл. 14.1.
Скорость подъема крюка следует выбирать из данных по лебедкам, которыми укомплектованы соответствующие буровые установки. Ни же приведен ряд таблиц, в которых указаны некоторые подъемные характеристики лебедок как для устаревших буровых установок, так и для современных (табл. 14.2Ц14.10).
Лебедки ВЗБТ для буровых установок БУ 1600/100ЭУ и БУ 1600/100ДГУ имеют шифр Б7.02.00.000;
для буровых установок БУ 2500/160ДГУ-М - Сб.02/ЛБ-750 и для буровых установок БУ Т а б л и ц а 14. Значения коэффициента полезного действия талевой системы Число рабо- Число рабо Число блоков КПД поли- Число блоков КПД поли чих нитей в чих нитей в полиспаста спаста полиспаста спаста полиспасте полиспасте 1 0 1,0 9 8 0, 2 1 0,94 10 9 0, 3 2 0,88 11 10 0, 4 3 0,83 12 11 0, 5 4 0,78 13 12 0, 6 5 0,73 14 13 0, 7 6 0,69 15 14 0, 8 7 0,65 16 15 0, 2500/160ЭП, БУ 2500/160ДЭП и БУ 2500/160ЭПК - Б1.02.30.000. В первых двух случаях 4-скоростные лебедки, а в последнем - 2 скоростные;
ВЗБТ - Волгоградский завод буровой техники.
Т а б л и ц а 14. Буровая установка Буровая лебедка БУ 3200/200ДГУ-1 ЛБУ22- БУ 3200/200ЭУ-1, БУ 3200/200ЭУК-2М ЛБУ22- БУ 3200/200ЭУК-3МА ЛБУ22- БУ 5000/320ДГУ-1, БУ 5000/320Р, БУ 5000/320ДЭР ЛБУ37- БУ 5000/450ЭР-Т ЛБУ42-1100Т БУ 6500/400ЭР ЛБУ2000ПС БУ 8000/500ЭР ЛБУ3000М Т а б л и ц а 14. Скорости подъема крюка и соответствующие им грузоподъемности основного барабана лебедки буровой установки БУ-50Бр Грузоподъемность на крюке, т Скорость подъема Скорость крюка, м/с при двух двигателях при одном двигателе I 0,326 76,8 II 0,489 51,7 28, III 0,908 27,8 14, IV 1,465 15,5 8, Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки У2-4-8 буровых установок БУ-75Бр и БУ-75Бэ Скорость подъема крюка, Грузоподъемность на крюке, т, м/с, при оснастке при оснастке Скорость лебедки 45 56 45 На электроприводе I 0,27 0,21 100 II 0,42 0,34 74 III 0,38 0,59 40 IV 1,47 1,17 18 На дизельном приводе I - 0,30 - II - 0,45 - III - 0,78 - IV - 1,68 - Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки У2-5-4 в буровой установке Уралмаш-3Д Скорость подъема крюка, Грузоподъемность на крю Частота вра Скорость м/с, при оснастке ке, т, при оснастке щения бараба лебедки на, об/мин 45 56 67 45 56 I 38 0,24 0,19 1,57 136 172 II 85 0,53 0,42 0,36 113 142 III 145 0,90 0,72 0,60 63 80 IV 224 1,39 1,12 0.,93 38 50 V 318 1,97 1,58 1,32 Подъем пустого элеватора Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки У2-5-4 в буровой установке Уралмаш-4Э при частоте вращения вала двигателя 990 об/мин Скорость подъема крюка, Грузоподъемность на крю Частота вра Скорость м/с, при оснастке ке, т, при оснастке щения бараба лебедки на, об/мин 45 56 67 45 56 I 36,5 0,23 0,18 0,15 150 190 II 81,5 0,51 0,40 0,34 110 142 III 139 0,87 0,69 0,58 60 80 IV 214 1,34 1,07 0,89 38 50 V 305 1,90 1,62 1,23 Подъем пустого элеватора Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки У2-5-5 буровых установок Уралмаш 4Э-67 и Уралмаш 3Д- Скорость подъема крюка, Грузоподъемность на крю Частота вра Скорость м/с, при оснастке ке, т, при оснастке щения бараба лебедки на, об/мин 45 56 45 При 1600 об/мин коленчатого вала дизеля I 38 0,24 0,19 162 II 85 0,53 0,43 103 III 145 0,90 0,72 57 IV 224 1,40 1,12 34 V 318 1,97 1,58 Подъем пустого элеватора На электроприводе I 35 0,22 0,18 162 II 80 0,50 0,40 136 III 136 0,85 0,68 77 IV 210 1,31 1,05 47 V 299 1,86 1,49 Подъем пустого элеватора Т а б л и ц а 14. Грузоподъемность и скорость подъема груза лебедки У2-2- буровой установки Уралмаш 125БЭ- Скорость подъема Грузоподъемность на Частота вращения ба Скорость крюка при оснастке крюке при оснастке лебедки рабана лебедки, об/мин 56, м/с 56, т I 77 0,316 II 144 0,592 III 189 0,776 IV 200 0,822 V 352 1,450 VI 490 2,010 Примечание. Частота вращения вала приводного двигателя 740 об/мин, мощность на барабане лебедки 654,6 кВт.
Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки ЛБУ22-720 в буровой установке БУ 3200/200 ЭУК-2М Оснастка 45/ Скорость Частота вращения лебедки подъемного вала, минЦ1 Скорость подъема Нагрузка на крюке, крюка, м/с кН I 46 0,29/0,19 1600/ II 97 0,5/0,4 1080/ III 170 0,9/0,7 580/ IV 360 1,85/1,5 250/ Т а б л и ц а 14. Подъемная характеристика лебедки ЛБУ37-1100 в буровых установках БУ 5000/320ДГУ-1, БУ 5000/320ЭР и БУ 5000/320ДЭР Нагрузка на крюке, кН, при работе Ско- Скорость рость подъема крюка, одним силовым двумя силовыми тремя силовыми лебедки м/с агрегатом агрегатами агрегатами I 0,18-0,23-0,27-0,31 1470-1190-938-560 2820-2200-1800- 4200-3390-2380 1105 II 0,28-0,36-0,42-0,49 970-775-614-350 1850-1490-1180- 2750-2215-1760 700 III 0,45-0,56-0,67-0,76 610-490-387-210 1160-935-745-445 1730-1390-1110 IV 0,70-0,86-1,03-1,18 400-320-250-125 750-605-480-270 1120-900-720- V 1,09-1,31-1,58-1,81 260-210-165-70 500-400-310-160 730-590-470- Ограничивается паспортной нагрузкой на крюке, равной 3200 кН.
Далее необходимо найти длину бурильных труб, поднимаемых на различных скоростях подъема:
lI = Qi/q, (14.3) где q - вес 1 м бурильных труб, Н.
После этого находят число свечей, поднимаемых на различных скоростях подъема:
ncв = (li-1 - li ) lсв, (14.4) где liЦ1 - длина бурильных труб или глубина скважины, начиная с ко торой подъем ведется на скорости viЦ1, м;
li - длина бурильных труб или глубина скважины, начиная с которой переходят на i-ю скорость подъема, м;
lсв - длина свечи, м.
Завершаются расчеты этого раздела построением графика рацио нального режима подъема бурового инструмента.
Пример 14.1. Для бурения применяется буровая установка Уралмаш 125 БЭ-70, в состав которой входит лебедка У2-2-11, имеющая шесть скоростей подъема при оснастке талей 56: vп1 = 0,316 м/с;
vп2 = 0,592 м/с;
vп3 = 0,776 м/с;
vп4 = 0,822 м/с;
vп5 = 1,450 м/с;
vп6 = 2, м/с. Длина свечи 23 м, т = 0,75.
Глубина скважины 3000 м. Мощность на барабане лебедки 654,6 кВт.
Р е ш е н и е. 1. Определим вес бурильных труб при различных скоростях подъема по формуле (14.1):
654,6 1,3 0,75 QI = = 2 019 731 Н;
0, 654,6 1,3 0,75 QII = = 1 078 100 Н;
0, 654,6 1,3 0,75 QIII = = 822 468 Н;
0, 654,6 1,3 0,75 QIV = = 776 442 Н;
0, 654,6 1,3 0,75 QV = = 440 162 Н;
1, 654,6 1,3 0,75 QVI = = 317 530 Н.
2, 2. Длина бурильных труб, или глубина скважины, начиная с которой необходимо переходить на соответствующую более высокую скорость подъема при весе 1 м буриль ных труб 310 Н:
2 019 731 1 078 100 822 l1 = = 6515,2 м;
l2 = = 3477,7 м;
l3 = = 2653 м;
310 310 776 442 440 162 317 l4 = = 2504,7 м;
l5 = = 1419,9 м;
l6 = = 1024,3 м.
310 310 3. Число свечей, поднимаемое на различных скоростях подъема:
3000 - 2653 2653 - 2504,7 2504,7 - 1419, nсв1 = = 15 ;
nсв2 = = 6 ;
nсв3 = = 47;
23 23 1419,9 - 1024,3 1024, nсв4 = = 17 ;
nсв5 = = 45.
23 Результаты расчета приводим в виде графика рационального режима подъема буро вого инструмента (рис. 14.1).
В том случае, если надо учитывать, из каких элементов составлена бурильная колонна, например, если в колонне кроме бурильных труб имеются УБТ и забойные двигатели, то в формуле (14.3) q будет при веденным, т.е. необходимо учитывать БТ, УБТ и забойные двигатели.
Допустим lб.т = 3400 м;
lубт1 = 15,5 м - длина УБТ растянутой сек ции;
lубт2 = 31,8 м - длина УБТ сжатой секции, то остаток от 60 м пада ет на длину забойного двигателя.
Примем qб.т = 290 Н;
qубт1 = 630 Н;
qубт2 = 744 Н;
вес забойного двигателя 10 900 Н, тогда 3400 290 +15,56 630 + 31,8 744 +10 qпр = = 297,8 Н.
Рис. 14.1. К примеру 14.
Книги, научные публикации