Буріння свердловини глибиною 1000 метрів з метою розвідки вугільного пласта m3

где D_скв – диаметр скважины , м; d_н  - наружный диаметр обсадных

труб ,м;  d_вн. – внутренний диаметр обсадных труб, м;

H - высота стояния цементного раствора за трубами ,м;   K = 1,2 – 1,3 коэффициент, учитывающий возможное увеличение объема от неровностей стенок скважины;h – высота цемента внутри труб, м; h=5÷10м

V_ц.р. = 0,785·[(0, 132² – 0, 127²)·19·1,2+0,117²·10]=0,13м³

2. Определяем плотность цементного раствора по формуле:

Цементирование  колонны - направления производится на всю ее длину.

                                                     (2.14)

где m – водоцементный фактор m=0,5

- плотность цемента    =3,15 т/м³

3. Определяем количество сухого цемента на 1м³ цементного раствора по формуле:                                                             (2.15)

4. Общее  количество цемента определяется  по формуле:

                                        (2.16)

где - коэффициент, учитывающий потери цемента при затворении =1,1÷1,15.

5. Потребление количества воды определяем по формуле:

                                         (2.17)

6. Количество продавочной жидкости определяем по формуле:

                           (2.18)

где: - коэффициент учитывающий сжатие жидкости для цементного раствора =1,05; воды – 1.

Закачка производится с помощью бурового насоса. После цементации будет проведена  выдержка не менее 16 часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9. Выбор бурового оборудования

2.9.1. Буровой станок

2.9.2. Буровой насос

2.9.3. Привод

С учетом назначения скважины, ее конструкции и принятого способа  бурения осуществляем выбор основного  бурового оборудования. Выбор буровой установки осуществляется с таким расчётом, чтобы значения таких параметров её технической характеристики, как глубина бурения, начальный и конечный диаметры бурения соответствовали (были больше или равны) значениям аналогичных параметров конструкции скважины. Учитывая выше сказанное, принимаем буровую установку  УКБ – 5П.

Таблица 2.5. Техническая характеристика установки УКБ – 5П

 

Параметры установки		Значение параметров
Начальный диаметр, мм.		151
Тип вращателя		Шпиндельный
Частота вращения , об/ мин.		120;260;340;410;540;720; 1130;1500.
Диаметр бурильных труб, мм.		68;54;50;42.
Грузоподъемность лебедки, Кн		35
Скорость навивки каната на барабан, м/с.		0,8;1,75;2,7;3,6.
Мачта		БМТ - 5
Грузоподъемность мачты: -номинальная, кН -максимальная, кН	50 80
Длинна свечи, м.	14
Суммарная установленная мощность, кВт.	98
Передвижное буровое здание	ПБЗ – 5
Транспортная база	ТБ – 15
Труборазворот	РТ – 1200М
Промывочный насос	НБ4 – 320/63
Подача, л/мин.	32;55;88;125;180;320.
Давление, МПа.	6,3;6,3;6,3;6,3;5,5;3,0.

2.9.4. Буровая мачта

 

Буровая мачта входит в состав буровой  установки. Подъем и опускание мачты  осуществляется с помощью трактора. Мачта транспортируется на универсальных транспортных средствах. Возможна горизонтальная сборка мачты с последующим подъемом одним блоком с помощью трактора.

 

Таблица 2.6 Техническая характеристика БМТ- 5

 

Грузоподъемность лебедки, т	35
Скорость навивки каната на барабан  лебедки, м/с	0,8; 1,75; 2,7; 3,6
Мощность электродвигателя станка бурового, кВт	30
Высота мачты (вышки), м	19,0
Длина свечи, м	13,5

 

 

 

2.9.5. Буровой инструмент средства  механизации СПО и КИП

Для выполнения проектного способа бурения будет  применяться буровой снаряд, состоящий  из колонкового набора, кернорватель, алмазный расширитель при алмазном бурении, колонковая труба, переходник, противоаварийный инструмент и колона бурильных труб. Для проектных условий бурения выбираем стальные бурильные трубы муфтового соединения СБТМ – 50 из стали прочности группы Д. СБТМ имеют с обоих концов наружную трубную треугольную резьбу с небольшой конусностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.7 Техническая характеристика СБТМ – 50

 

Обозначение размера трубы	Наружный диаметр    трубы D	Толщина стенки S	Длина резьбы G	Длина трубы L			Теоретическая масса при плотности 7,85
				Номин.	Пред. Откл.		Вес 1 м трубы	Увеличе-ние массы трубы за счет выса-дки обоих концов
	мм						кг
СБТМ 50	50	5,5	55	1500		+100 - 50	6,04	0,96
				3000
				4500
				6000

 

Для механизации  СПО проектируем использовать труборазворот

РТ- 1200М,  который входит в состав буровой  установки УКБ-5П.

 

Таблица 2.8 Техническая  характеристика РТ- 1200М

 

Максимальный крутящий момент, даН∙м	400
Частота вращения водила, с-1 (мин-1)	1,33(80)
Время свинчивания и развинчивания, с	4-5
Масса удерживаемого груза, т, не более	16,0
Диаметр проходного отверстия, мм:  с центратором/без центратора	155/205
Тип электродвигателя	Фланцевый 4АМС100 4УЗ
Мощность двигателя, кВт	3,2
Частота вращения, с-1 (мин-1)	22,8(1390)
Габариты, мм	885x495x715
Масса (без вилок), кг	255

 

 

 

 

 

 

Техническая характеристика КИП КУРС-411

 
Диапазоны измерения: 
массы бурового снаряда, кг………………………………..…….……0-5000 
усилия на крюке, кгс……………………………………………….….0-8000 
осевой нагрузки на породоразрущающий инструмент, кгс….……..0-3000 
давления промывочной жидкости, кгс/см2…………………………...0-100 
расхода промывочной жидкости, л/мин…….…………….…...0-150; 0-300 
механической скорости бурения, м/ч……….………………………….0-15 
Основная приведенная погрешность измерения, %.4,0 
Напряжении питания, В………………………………………………….380 
Частота питающего тока, Гц….…………………….……….…………….50 
Потребляемая мощность, В*А……………………….………….……….150 
Температура, 0С: 
Окружающего воздуха………….…………...….от-10до+40 промывочной жидкости………………………………………………………….от 0 до + 40 
Размеры пульта показывающих приборов, мм……….………700х650х300 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10. Производственные проектно-расчетные показатели

2.10.1. Определение веса бурового  снаряда и обсадной колонны.

 

1. Расчет веса бурового снаряда определяем по формуле:

              (2.19)

где: - коэффициент учитывающий увеличение массы бурильных труб, за счет его соединений =1,1;

- вес одного погонного метра  УБТ =25,5кг;

- вес одного погонного метра  бурильных труб 6,04кг;

Н- глубина скважины, м;

- удельный вес промывочной  жидкости 1,2г/см³;

- удельный вес стали 7,85г/см³.

Определяем  вес обсадной колонны по формуле:

                             (2.20)

где: - вес одного погонного метра обсадных труб 127мм = 15,04кг;

- длина обсадной колонны;

- глубина спуска индуктора;

- коэффициент ниппельного соединения  =1,05

 

Результатом расчетов, делаю вывод, что наибольший вес имеет буровой снаряд, поэтому  следующие расчеты будем проводить  по весу бурового снаряда.

 

2.10.2. Расчет мощности на бурение.

 

Затраты мощности на бурение определяем по формуле:

                                      (2.21)

где: - затраты мощности на холостое вращение бурильной колонны;

- затраты мощности на разрушение  породы;

- затраты мощности на трение  в наклонных скважинах.

Затраты мощности на холостое вращение определяются по формуле:

 

                            (2.22)

где: К- коэффициент  учитывающий число оборотов и  вид жидкости К=0,4÷1,25

- глубина скважин в метрах;

- удельный вес промывочной  жидкости;

- наружный диаметр бурильных  труб;

- число оборотов бурового  снаряда.

N₂=N_тр+N_р                                                            (2.23)

где:  N_р- мощность на разрушающие породы;

                                                     (2.24)

где: - предельное напряжение породы на разрушение =3÷4

=200÷4000

Применяем =300

V – разрушающий  за единицу времени объем породы

                                       (2.25)

где: - механическая скорость бурения (0,4-10)

F- площадь разрушения забоя.

                                   (2.26)

                                  (2.27)

где: с - осевая нагрузка на забой, даН

- окружная скорость вращения  коронки м/с

- коэффициент бокового трения коронки  (10,3÷0,4)

- коэффициент трения резцов о породу (1,2÷1,3)

 

 

 

 

                              (2.28)

N₂=0, 23+1, 10=1,33кВт

Учитывая, что проектируем вертикальную скважину и зенитный угол равен 0, то N₃=0

Мощность  станка определяем по формуле:

                                            (2.29)

где: - к.п.д. бурового агрегата 0,8

Учитывая, что мощность двигателя станка УКБ-5П= 30кВт, станок удовлетворяет выбор  мощности.

 

2.10.3. Расчет бурильной  колонны на прочность.