Строительство наклонно-направленной эксплуатационной скважины №12 на площади Северо-Прибрежная
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
- 3147 м, представленным мягкими с пропластками средней твердости породами (темно-серые глины с прослоями алевролитов, песчаников, мергелей) принимается тип долота МС с фрезерованными зубьями. Для бурения в этом интервале принимается долото трёхшарошечное с боковой промывкой и герметизированными маслонаполненными опорами долото III 165,1 МС-ГАУ,
Выбранные типы долот по интервалам бурения сводим в табл. 2.4
Таблица 2.4 - Типоразмер долот по интервалам бурения
Интервал, мКатегория породыТипоразмер долотаотдо01027МIII-393,7 М-ГВ10272539МIII 295,3 RX+C25392846М,МСIII 215,9 М-ГАУ28463147М,МСIII 165,1 МС-ГАУ
2.3.2 Расчёт осевой нагрузки на долото по интервалам пород
Осевая нагрузка обеспечивает внедрение породоразрушающего инструмента в горную породу. Для более твердых пород требуется увеличение осевой нагрузки, но ее расчетное значение не должно превышать 80% от допустимой по паспорту долота.
При расчете осевой нагрузки на долото используют следующие методы:
. Статистический анализ отработки долот в аналогичных геолого-технических условиях.
. Аналитический расчет на основе качественных показателей физико-механических свойств горной породы и характеристик шарошечных долот, применение базовых зависимостей долговечности долота и механической скорости бурения от основных параметров бурения.
Для расчёта осевой нагрузки потребуются данные из ниже приведённой таблицы 2.5.
Таблица 2.5 - Исходные данные для расчёта осевой нагрузки на долото
Интервал, мТип долота??, 10-3 мPШ, МПа0-649III 393,7 М-ГВ1,211,5100649-1027III 393,7 М-ГВ1,211,5100-1501027-2539III 295,3 RX+C1,071,51502539-2846III 215,9 М-ГАУ1,021,51502846-3147III 165,1 МС-ГАУ0,981,5170
где ? - коэффициент перекрытия зубьев;
? - притупление зубьев, м;
РШ - твёрдость горной породы по штампу, МПа.
Расчёт осевой нагрузки на долото ведётся по интервалам. Так как площадь района работ хорошо изучена, при проектировании режимов бурения осевая нагрузка может определяться по формуле 2.15
PД=?ЗРШFK (2.15)
где PД - осевая нагрузка на долото, Н;
?З - коэффициент, учитывающий изменение твердости горных пород в конкретных условиях забоя, ? = 0,331,59, для практических расчетов принимается ?з= 1,0;
FK - площадь контакта зубьев долота с забоем, которую возможно определить по формуле В.С.Фёдорова
Fк = (Dд/2)•?? (2.16)
где Dд - диаметр долота, см
Воспользовавшись данными из таблицы 2.5, а так же формулами 2.15 и 2.16 определим осевые нагрузки для каждого интервала механического бурения.
Рассчитаем осевую нагрузку для интервала 0-649 м:
Fк= (0,3937/2)•1,21•1,5•10-3 = 3,573•10-4 м2.
Тогда PД=1,01003,57310-4 = 36 кН.
Рассчитаем осевую нагрузку для интервала 649-1027 м:
Fк= (0,3937/2)•1,21•1,5•10-3 = 3,573•10-4 м2.
Тогда PД=1,01503,57310-4 = 54 кН.
Для интервала 1027-2539 м осевая нагрузка будет равна:
Fк= (0,2953/2)•1,07•1,5•10-3 = 2,37•10-4 м2.
Тогда PД=1,01502,3710-4 = 36 кН.
Рассчитаем осевую нагрузку для интервала 2539-2846 м:
Fк= (0,2159/2)•1,02•1,5•10-3 = 3,573•10-4 м2.
PД=1,01503,57310-4 = 53,6 кН.
Для интервала 2846-3147 м осевая нагрузка будет равна:
Fк= (0,1651/2)•0,98•1,5•10-3 = 1,213•10-4 м2.
PД=1,01701,21310-4 = 20,6 кН.
Исходя из вышеприведенных расчетов и опираясь на опыт ранее пробуренных скважин на площади Северо-Прибрежная, принимаем осевые нагрузки на долото по интервалам бурения следующие:
интервал 0-649 м: 30-40 кН;
интервал 649-1027 м: 50-60 кН;
интервал 1027-2539 м: 30-40 кН;
интервал 2539-2846 м: 50-60 кН;
интервал 2846-3147 м: 20-30кН.
2.3.3 Расчёт частоты вращения долота
Эффективное разрушение горной породы при бурении происходит при условии, что время контакта рабочих элементов долота с породой было не меньше времени, которое необходимо для того, чтобы нагрузка достигла такой величины, которая необходима для разрушения породы.
Время контакта зуба долота с породой для шарошечных долот определяется шагом зуба и скоростью вращения долота.
Если время контакта будет меньше времени разрушения породы, то процесс деформации будет протекать неполностью, и разрушение будет носить усталостный характер, несмотря на то, что осевая нагрузка будет достаточной.
Частота вращения трёхшарошечного долота рассчитывается по трем показателям:
рекомендуемой линейной скорости на периферии долота;
продолжительности контакта зубьев долота с горной породой;
стойкости опор долота.
Расчёт частоты вращения долота по рекомендуемой линейной скорости на периферии долото определяется по формуле:
(2.17)
где n - частота вращения, об/мин;
DД - диаметр долота, м;
VЛ - рекомендуемая линейная скорость на периферии долота, м/с.
Рекомендуемая линейная скорость зависит от твёрдости пород:
для пород категории М VЛ = 2,83,4 м/с;
для пород категории МС VЛ = 1,82,8 м/с.
Рассчитываем частоту вращения долота при бурении под кондуктор:
об/мин.
Рассчитаем частоту вращения долота при бурении под промежуточную колонну:
об/мин.
Определим частоту вращения долота при бурении под потайную колонну:
об/мин.
Частота вращения долота при бурении под эксплуатационную скважину будет составлять:
об/мин.
Расчёт частоты вращения долото по стойкости опор проводится по формуле:
(2.18)
где ? - коэффициент, учитывающий свойства горных пород (для пород категории М ? = 0,7-0,9; для пород категории МС ? = 0,6-0,8);
Т0 -постоянная величина, характеризующая стойкость опоры долота, ч.
Т0 определяется по формуле
Т0 = 0,0935DД (2.19)
где DД - диаметр долот?/p>