1.2 Выбор буровой установки
Выбор буровой установки производится по главному параметру – допускаемой нагрузке на крюк.
Допускаемая нагрузка на крюк – это вертикальная статическая нагрузка на крюк, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины независимо от вида и продолжительности выполнения операций:
|
(1) |
|
(2) |
где Q'доп – допускаемая нагрузка на крюк от веса наиболее тяжелой обсадной или бурильной колонны;
Qo.k max– вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны (секции колонны, хвостовика, включая вес труб, на которых производится их спуск), кH;
Qб.к max – вес в воздухе наиболее тяжелой бурильной колонны, кH;
ko.k, kб.к – коэффициенты запаса допускаемой нагрузки на крюке соответственно для обсадной и бурильной колонн, kб.к=1,5…1,67;
Вес в воздухе обсадных колонн, кН:
- кондуктора
Qк = lкqк; |
(3) |
- первой промежуточной колонны
Qпр1 = lпр1qпр1; |
(4) |
- второй промежуточной колонны
Qпр2=lпр2qпр2; |
(5) |
- эксплуатационной колонны
Qэ=lэqэ; |
(6) |
где lк, l пр1, lпр2, lэ – длина кондуктора, первой, второй промежуточных и эксплуатационной колонн;
qк, qпр1, qпр2, qэ – вес 1 пог. М обсадных труб: кондуктора, первой, второй промежуточных и эксплуатационной колонн.
Вес бурильной колонны, кН:
Qб.к max = (L – lУБТ)qб.т + lУБТqУБТ |
(7) |
где L – глубина скважины, м;
lУБТ – длина утяжеленных бурильных труб, м;
qб.т, qУБТ – вес 1пог. м бурильных труб и утяжеленных бурильных труб и утяжеленных бурильных труб, кН/м.
Допускаемая нагрузка на крюк Qкр.доп рассчитывается по весу наиболее тяжелой промежуточной или эксплуатационной колонн с учетом коэффициента запаса ko.k = 1,1 или по весу бурильной колонны на конечной глубине бурения с учетом коэффициента kб.к = 1,5…1,67. Кондуктор во внимание не принимается, так как его вес незначителен.
Qк= 322 1,5 = 483 кН;
Qпр1 = 1246 0,9 = 1121,4 kH;
Qпр2 = 2596 0,6 = 1557,6 kH;
Qэ = 3015 0,5 = 1507,5 kH;
Qб.к max = (3015-175)0,4+175 1,56 = 1409 kH;
Q'доп = 1557,6 = 1713,36 кH;
Q''доп = 1,5 1409 = 2113,5 кH.
При выборе буровой установки по ГОСТ 16293-89 необходимо сравнить Q'доп и Q''доп и по наибольшему значению выбрать буровую установку из условия Q''доп > Q'доп. По Q''доп = 2113,5 кН выбираем буровую установку БУ5000/320ДГУ-1.
1.3 Выбор бурового оборудования
1.3.1 Выбор талелой системы
В состав талевой системы входят: крюкоблок (или талевый блок при работе с АСП), кронблок, талевый канат, механизм крепления неподвижного конца талевого каната.
К основным параметрам талевой системы относятся: допускаемая нагрузка на крюк, кН; допускаемая нагрузка на кронблок, кН; число канатных шкивов; диаметр шкива по дну желоба; диаметр оси шкива; ход пружины крюка, мм; максимальное натяжение неподвижного конца каната, диаметр обоймы и число витков каната на обойме механизма крепления неподвижной ветви талевого каната.
1.3.1.1 Выбор каната
Талевый канат выбирается по разрывному усилию каната в целом:
Rk = Px.k maxkk,; |
(8) |
где Px.k max – максимальное натяжение ходовой ветви талевого каната, kH;
|
(9) |
где Gт.с, - 100;
Uт.с , - 8;
nт.с - вес подвижных частей, число подвижных струн и коэффициент полезного действия талевой системы;
kk – коэффициент запаса прочности каната, kk = 2.
Rк = 281,9 2 = 564 Kн;
Ориентировочно принимаем канат диаметром 28 мм. Число подвижных струн Uт.с = 8. Тогда Gт.с = 100 kH. = 0,874 при оснастке 4х5.
1.3.1.2 Выбор крюкоблока:
2113,5kH ≤ 2250kH
Выбираем канат - УТБК-5-225(НБО-Д-НБО-Э).
Выбор кронблока:
Кронблок выбирается по допускаемой нагрузке на кронблок:
Qкб. доп = Qкр.доп + Pх.к мах + Pн.к + Gт.с |
(10) |
|
|
|
(11) |
|
|
Qкб.доп = 2113,5 + 325,8 + 564 + 100 = 3103,3 кH;
=325,8 кН.
Выбор производится из условия:
Qкб.доп ≤
3103,3кН ≥ 2500кН
1.3.1.3 Выбираем кронблок УТБК-5-270.
Механизм крепления неподвижной ветви каната. Максимально допустимое натяжение каната рассчитывается по формуле.
|
(12) |
Нагрузка на датчик:
Рдат = 0,295 Pн.кmax;
Диаметр барабана, мм:
Dм.к = 22dк. |
(13) |
Pдат = 0,295 241.8 = 71.3 kH;
Dм.к = 22 28 = 616 мм;
=241.8 кН.
1.3.2 Буровая лебедка
К основным параметрам буровой лебедки относятся: максимальное натяжение ходовой ветви талевого каната, мощность на входе в лебедку, мощность на барабане лебедки, диаметр талевого каната, геометрические размеры барабана (диаметр и длина барабана), момент на барабане лебедки.
Буровая лебедка выбирается по максимальному натяжению ходового конца каната.
Мощность на входе в лебёдку рассчитываем по формуле, кВт:
Nл.вх = |
(14) |
где - кпд трансмиссии лебедки (от выходного вала двигателя до барабана лебедки);
- рабочая скорость подъема крюка (0.4…0.5)м/с, принимаем vp = 0,5 м/с.
Мощность на барабане лебедки, кВт:
|
(15) |
где Qб.к max – нагрузка от веса бурильной колонны, kH.
Геометрические размеры барабана лебедки:
Dб = (20...25)28 = 560 ...700 мм, принимаем Dб = 685 мм;
Lб = (l,4...1,9)0.685 = 959...1301,5 мм, принимаем Lб = 1373 мм;
D6.р = 0,685 + 0,95 28(2 • 3-1) 5 = 0,85.
= 2979.9 кН;
Мб.max = 0,85/2 = 138.5 кН•м.
Выбираем буровую лебёдку ЛБУ37-1100.