Проектирование бурильной колонны

1. Расчет компоновки КНБК.

Расчет компоновки КНБК ведётся для турбинного бурения.

Выбираем диаметр первой ступени УБТ, расположенной над долотом по формуле (5.1, [1]):

С учётом табл. 5.1 [1] принимаем:

.

По табл. 5.1 [1] согласно диаметру долота выбираем диаметр бурильных труб:

Примем диаметр труб наддолотного комплекта равным диаметру остальных бурильных труб:

Для обеспечения плавного перехода по жёсткости от КНБК к бурильным трубам число ступеней в компоновке КНБК должно быть таким, чтобы при переходе к БТ и переходах между ступенями выполнялось условие :

Проверим это условие:

Следовательно, предусматриваем установку второй ступени УБТ, диаметр которой примем:

.

Поскольку,

то наружные диаметры УБТ выбраны правильно.

По табл. 5.2 [1], выбираем тип: УБТ-178 и УБТ-146, изготовленные из стали Д.

Общую длину УБТ при двухразмерной конструкции КНБК в зависимости от нагрузки на долото, угла наклона скважины и плотности промывочной жидкости определяют по формуле :

где l₁=0,7÷0,8 – эмпирический коэффициент, принимаем l₁=0,75;

– плотности жидкости и материала;

– масса погонного метра первой, второй ступени УБТ, кг/м;

n – число ступеней УБТ;

a – угол отклонения УБТ от вертикали, град (в вертикальных скважинах a=0).

Итак, определим общую длину УБТ для создания вычисленной нагрузки Р=225 кН:

Вычислим длину первой ступени УБТ по формуле (5.3, [1]):

Тогда:

Окончательно примем:

, т.е. 6 свечей;

, т.е. 2 свечи

для выполнения условия Qубт≥1,2 Pд.

Общий вес УБТ:

Общий вес компоновки в жидкости вычисляется по формуле (5.6, [1]):

Общая длина КНБК:

2. Расчет колонны бурильных труб на статическую прочность:

При всех способах бурения над КНБК рекомендуется устанавливать наддолотный комплект (НК) – секцию длиною 250-300 м из труб возможно более низкой прочности с максимальной толщиной стенки (для плавного перехода по жёсткости от КНБК к БТ).

Длину НК примем равной 250 м. Его будем комплектовать из труб типа ТБВ–127×10Д (предел текучести s_т=373 МПа).

Вес НК в жидкости вычисляем по формуле (5.8, [1]):

Возможный перепад давления в долоте при использовании гидромониторного эффекта (V_д³80 м/с) оценим по формуле (5.10, [1]):

где µ – коэффициент истечения из промывочных отверстий долота, для конусовидных насадок µ=0,95.

Перепад давления в турбобуре:

Растягивающие напряжения в верхнем сечении НК по формуле (5.9, [1]):

где к=1,1 – коэффициент, учитывающий влияние трения, сил инерции, сил сопротивления движению раствора;

F_Н(НК) – площадь поперечного сечения труб наддолотного комплекта, м² (по табл.8 приложений [1], F_К(НК)=93,3×10^-4 м²);

F_тр(НК) – площадь поперечного сечения тела труб наддолотного комплекта, м² (по табл.8 приложений [1], F_тр(НК)=33,4×10^-4 м²).

Коэффициент запаса прочности рассчитываем считая, что используются трубы 2-го класса

По табл. 8 приложения [1] выбираем трубы для комплектования 1-й секции колонны, выбираем: ТБВ-127×8К.

Допустимую растягивающую нагрузку для них найдём по формуле (5.19, [1]):

где Q_p(1)– предельная растягивающая нагрузка для труб 1-й секции, по табл. 9 приложения [1] для: ТБВ-127×8Д Q_р(1)=1140 кН.

Допустимую длину секции БТ вычислим по формуле (5.18, [1]):

Уточним длину 1 секции:

Вес секции труб в жидкости определим по формуле (5.21, [1]):

Общий вес выбранных бурильных труб

Проверим прочность верхних труб секции БТ при спуске их в клиновом захвате по формуле :

где с – коэффициент охвата труб клиньями, примем с=0,9;

n_зап – коэффициент запаса прочности, т.к. s_Т1=s_Т2 =373 МПа < 650 МПа, то принимаем n_зап=1,1;

Q_кл – предельная нагрузка на бурильные трубы при С=1, по таблице 5.6.

1-я секция:

Q_кл1=960 кН;

По табл. 5.2 [1] найдём крутящий момент для свинчивания УБТ, изготовленных из сталей Д: УБТ-178 = 25 , УБТ-146 = 13 .

По табл. 5.7 [1] для соединения труб ТБВ-127 выбираем замки типа ЗУ-155 с минимальным диаметром проходного отверстия 0,095 м.

Для свинчивания замков по таблице 5.8 [1] необходим крутящий момент, равный 14кНм.

Результаты расчётов сведём в таблицу:

Секция	Турбобур	УБТ1	УБТ2	НК	БТ
Наименование	3ТСШI-195	УБТ-178	УБТ-146	ТБВ-127	ТБВ-127
Наружный диаметр труб, мм
Внутренний диаметр труб, мм	130,5
Группа прочности металла	-	Д	Д	Д	Д
Интервал расположения секции, м	1174,095 - 1200	1024,095 – 1174,095	974,095 – 1024,095	724,095 – 974,095	0 – 724,095
Длина секции, м	25,905				724,095
Нарастающий вес колонны, кН	25,905	205,565	285,905	346,405	486,945

Дата добавления: 2015-08-17