25333 (586594), страница 5
Текст из файла (страница 5)
2.5.1 Расчёт утяжеленных бурильных труб (УБТ)
Диаметр УБТ выбирается из конструкции скважины и условия обеспечения необходимой жесткости труб. Для нормальных условий при бурении долотом 215,9 мм принимается УБТ диаметром 178 мм. Диаметр бурильных труб принимаем Дбт = 127 мм.
т.к. 0,71 < 0,75 0,85, то
необходимо в компоновку включить одну свечу УБТ 159 мм для недопущения большой концентрации напряжений в этом переходном сечении.
Длина УБТ определяется из условия, что бурильная колонна не переходила в III форму устойчивости
(2.3)
Находим ℓкр = 45,8 м; РкрIII =93088,7 Н
Определяем длину УБТ ℓ0,
Длина одной свечи УБТ составляет 24 м, следовательно длина УБТ
ℓУБТ = 72 м (3 свечи).
Определим вес УБТ:
2.5.2 Расчет стальных бурильных труб (СБТ)
Определим длину СБТ:
(2.6)
где q0 – вес 1 м СБТ диаметром 127 мм, q0 = 262 н/м;
Gсбт – полный вес СБТ;
Длина свечи 24 м, поэтому примем количество свечей равное 21, а длина стальных труб 504 м.
2.5.3 Расчет легкосплавных бурильных труб (ЛБТ)
ℓЛБТ = Нскв - ℓУБТ - ℓСБТ = 3180 – 72 – 504 = 2604 м
принимаем ℓЛБТ = 2616 м (109 свечей).
2.5.4 Расчёт бурильной колонны на прочность
Расчёт ведётся по уравнению Сушона
Тв = Тн ехр(f)+ qℓexp(0.5f)(cos f sin), (2.7)
где f – коэффициент сопротивления движению;
- коэффициент учитывающий Архимедову силу;
- средний зенитный угол;
“ - ” – участок набора зенитного угла.
f = 0,18 - для глинистых пород
Для удобства вычислений составим таблицу 2.5.
Таблица 2.5 - Характеристики опасных сечений бурильной колонны
Точки | , град | , гр (рад) | _ , град | q, н/м | ℓ, м | Т, кн | |
0 | 20 | 1,85 (0,032) | 20,92 | 1530,4 | 72 | 0,86 | 0 |
1 | 21,85 | 94,88 | |||||
12,15 (0,212) | 27,92 | 262 | 471,6 | 0,86 | |||
2 | 34 | 203,4 | |||||
0 (0) | 34 | 262 | 32,4 | 0,86 | |||
3 | 34 | 210,18 | |||||
0 (0) | 34 | 161,86 | 1988,5 | 0,577 | |||
4 | 34 | 382,83 | |||||
34 (0,593) | 17 | 161,86 | 415,4 | 0,577 | |||
5 | 0 | 462,93 | |||||
0 0 | 0 | 161,86 | 200 | 0,577 | |||
6 | 0 | 481,6 |
Для примера приведём расчёт Тв для участка 2-3, остальные участки рассчитываются аналогично.
ТВ2-3= 203,4103ехр (00,18) +26232,40,86ехр (0,500,18)(cos34+0,18sin34) = 210,18 кН.
Далее проводится проверка условия сум [ ], (2.8)
Где
Исходные данные для расчёта
Рн = 1 МПа
Д = 147 мм
d = 125 мм
Е = 2,1·1011 Па
R1 = 700
n = 1,45
т = 300 МПа
Результаты расчётов для наглядности представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Результаты расчётов
Точки | Т, кН | р, МПа | и, МПа | сум, МПа |
5 | 462,93 | 101,0 | 7,35 | 108,35 |
6 | 481,6 | 105,0 | 0 | 105,0 |
сум
Следовательно условие прочности выполняется.
2.5.5 Выбор компоновок бурильного инструмента
Правильно выбранная компоновка позволяет без осложнений, с наименьшими затратами пробурить скважину до проектной глубины.
Для разрушения горной породы применяем трехшарошечные долота. С целью создания осевой нагрузки на долото и для повышения жесткости бурильной колонны применяем УБТ. Для передачи вращения долоту используют турбобуры.
Выбранные компоновки бурильного инструмента представлены в таблице 2.7.
2.6 Проектирование режима бурения
2.6.1 Разработка гидравлической программы проводки скважины
Исходные данные:
-
Глубина скважины по стволу – 3180 м;
-
Тип долота – III-215,9 МЗ-ГВ;
-
Конструкция низа бурильной колонны:
-
долото III-215,9 МЗ-ГВ-R155;
-
турбобур 3ТСШ1-195;
-
УБТ 178 мм – 10 м;
-
ТБПВ 127х9;
-
ЛБТ 147х9;
-
Параметры промывочной жидкости:
-
= 1100 кг/м3;
-
УВ = 2530 сек;
-
ПФ = 56 см3/30мин.
Таблица 2.7 - Компоновки низа бурильной колонны (КНБК)
№№ | Элементы КНБК | ||||
Типоразмер, шифр | Наружный диаметр, мм | Длина, м | Масса, кг | Примечание | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
1 | III 295,3 СЗ-ГВ-R175 | 295,3 | 0,40 | 90 | Бурение вертикального интервала под кондуктор |
2 | 8 КС 295,3 МС | 295,3 | 0,90 | 200 | |
3 | Т 12РТ-240 | 240,0 | 8,20 | 2017 | |
4 | 8 КС 290,0 МС | 290,0 | 0,90 | 200 | |
5 | УБТС2-203 | 203,0 | 12 | 2413 | |
1 | III 295,3 СЗ-ГВ-R175 | 295,3 | 0,4 | 90 | Бурение под кондуктор с набором зенитного угла |
2 | 8 КС 295,3 МС | 295,3 | 0,90 | 200 | |
3 | ТО2-240 | 240,0 | 10,20 | 2593 | |
4 | УБТС2-203 | 203,0 | 12 | 2413 | |
5 | СИБ-1 | 172,0 | 9,60 | 500 | |
1 | III 295,3 СЗ-ГВ-R175 | 295,3 | 0,40 | 90 | Бурение под кондуктор со стабилизацией зенитного угла, проработка ствола скважины |
2 | 8 КС 295,3 МС | 295,3 | 0,90 | 200 | |
3 | СТК-290 | 290 | 0,20 | 12 | |
4 | 2ТСШ1-240 | 240,0 | 16,5 | 4100 | |
5 | УБТС2-203 | 203,0 | 12 | 2413 | |
1 | III 215,9 МЗ-ГВ-R155 | 215,9 | 0,40 | 37 | Бурение под эксплуатационную колонну со стабилизацией зенитного угла, проработка ствола скважины |
2 | 9 КП 215,9 МС | 215,9 | 0,50 | 50 | |
3 | УОК-215 | 200,0 | 0,40 | 34 | |
4 | СТК-213,0 | 213,0 | 0,20 | 10 | |
5 | 3ТСШ1-195 | 195,0 | 25,70 | 4790 | |
6 | УБТС-178 | 178,0 | 72,00 | 11232 | |
1 | МF-15 | 215,9 | 0,40 | 37 | Бурение под эксплуатационную колонну со стабилизацией зенитного угла |
2 | 9 КП 215,9 МС | 215,9 | 0,50 | 50 | |
3 | УОК-215 | 200,0 | 0,40 | 34 | |
4 | 3ТСШ1-195 | 195,0 | 25,70 | 4790 | |
5 | УБТС-178 | 178,0 | 72,0 | 11232 | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
1 | MF-15 | 215,9 | 0,40 | 37 | Бурение под эксплуатационную колонну с естественным снижением зенитного угла (вскрытие продуктивного пласта одним долблением) |
2 | 9 КП 215,9 МС | 215,9 | 0,50 | 50 | |
3 | 3ТСШ1-195 | 195,0 | 25,70 | 4790 | |
4 | СИБ-1 | 172,0 | 9,60 | 500 | |
5 | УБТС-178 | 178,0 | 72,00 | 11232 | |
1 | 215,9 МСЗ-ГНУ-R71 | 215,9 | 0,40 | 37 | Резервная компоновка для корректировки ствола скважины |
2 | 9 КП 215,9 МС | 215,9 | 0,50 | 50 | |
3 | ДВО-195 | 195,0 | 7,70 | 1350 | |
4 | СИБ-1 | 172,0 | 9,60 | 500 | |
5 | УБТС-178 | 178,0 | 12 | 1872 |
Примечание:
1 Возможно использование других типов долот отечественного или импортного производства по коду IADC 437, 447Х, 545Х.