5.5.4. Упрощенный вариант расчета жесткой компоновки для турбинного бурения

УБТ для турбинного бурения выбираются исходя из рекомендаций, изложенных в разделе 5.5. Число секций УБТ для плавного перехода к бурильным трубам необходимо выбирать по табл. 5.23.

Если нагрузка на долото больше критической (Р_д > Р_кр), то для ограничения прогибов и площади контакта УБТ со стенками скважины рекомендуется устанавливать промежуточные опоры профильного сечения (квадратные, спиральные и т.п.).

Основные параметры УБТ и величина расстояния между промежуточными опорами приведены в табл. 5.27.

Значения критической нагрузки Р_кр для УБТ принимаются в соответствии с данными, приведенными в табл. 5.24.

Расстояние между промежуточными опорами для турбинного бурения принимается при частоте вращения 50 мин^-1.

Роль жесткой наддолотной части КНБК в этом случае выполняет или маховик, или, в случае его отсутствия, корпус турбобура.

Промежуточные опоры должны устанавливаться в первой, непосредственно над турбобуром, секции УБТ. Количество опор в этом случае определяется из выражения:

, (5.44)

где ℓ_УБТ(1) – длина УБТ первой секции; а – расстояние между промежуточными опорами.

Диаметр бурильных труб выбирается в соответствии с данными, приведенными в табл. 5.28.

Пример.5.10. Выполнить расчет КНБК для следующих условий: интервал бурения 500-2000 м под эксплуатационную колонну диаметром 168 мм, диаметр обсадной колонны перед бурением данного интервала (кондуктор) 245 мм, способ бурения турбинный, турбобур двухсекционный, вес G = 25000 Н = 0,025·10^-3 МН, длина 14 м. Диаметр долота D_д = 215,9 мм,

осевая нагрузка Р_д = 79 кН = 0,079 МН.

Р е ш е н и е. 1. Выбираем тип и диаметр, а также число ступеней УБТ. В соответствии с табл. 5.23 для бурения 215,9 мм долотом в предыдущей обсадной колонне диаметром 245 мм под обсадную колонну диаметром 168 мм компоновка должна включать в себя две ступени УБТ диаметром 178 и 159 мм.

В соответствии с табл. 5.27 вес 1 м УБТ диаметром 178 мм составляет 1559 Н = 1,559·10^-3 МН, а вес 1 м УБТ диаметром 159 мм составляет 1164 Н = 1,164·10^-3 МН. Принимаем тип УБТС-2.

2. Диаметр бурильных труб по той же табл. 5.23 составляет 102 мм.

3. Поскольку мы выбрали двухступенчатую КНБК, сжатую часть размещаем в УБТ диаметром 178 мм (первая секция) непосредственно выше турбобуров. В этом случае длина сжатой части УБТ (по формуле 5.35):

Таблица 5.27

Диаметр УБТ, мм		Масса 1 м УБТ, кг	Расстояние а, м при частоте вращения колонны, об/мин
наружный	внутренний		50	90	120	150
73 89 95 108 114 121 133 140 146 159 178 178 203 203 219 229 245 254 273 299	35 51 32 56 45 64 64 68 74 80 80 90 80 100 112 90 135 100 100 100	25,3 32,8 49,3 52,6 67,6 63,5 83,8 102,9 97,7 116,4 155,9 145,9 214,9 192,4 218,4 273,4 257,7 336,1 397,8 489,5	17,5 19,7 19,5 21,4 21,5 22,7 23,6 24,7 24,9 31,5 33,0 33,4 34,9 35,5 37,0 37,0 39,5 39,0 40,3 41,9	13,0 14,7 14,5 16,0 16,0 16,9 17,7 18,4 18,5 23,5 24,6 24,9 26,0 26,5 27,6 27,6 29,4 29,1 30,0 31,3	11,3 12,7 12,6 13,8 13,9 14,6 15,2 15,9 16,0 20,3 21,3 21,5 22,5 22,9 23,9 23,9 25,5 25,2 26,0 27,1	10,1 11,4 11,2 12,4 12,4 13,1 13,6 14,2 14,4 18,2 19,1 19,3 20,1 20,5 21,4 21,4 22,8 22,5 23,2 24,2
Примечание.1. В компоновке УБТ диаметром более 203 мм промежуточные опоры можно не устанавливать. 2. Расстояние между опорами может быть увеличено не более чем на 10 %.

Таблица 5.28

Диаметр обсадной колонны, мм	Диаметр бурильной колонны, мм, при бурении
	забойными двигателями	роторный способ
114 127 140 146 168 178 194 219 245 273 299 324 340 377 406 >406	- - - - - 89; 102; (90); (103) 102; (103); 114 114; 127 (129) 127; 140; (129); (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 168; (170)	60 (64) 60 (64) 73 73 73 89; 102; (90); (103) 102; (103); 114 102; (103); 114 114; 127 (129) 127; 140; (129); (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147) 140; (147)
Примечание. Цифры в скобках – размеры бурильных труб старых сортаментов.

4. Находим длину второй секции, расположенной в растянутой части КНБК и составленной из УБТ диаметром 159 мм:

5. Определяем общую длину КНБК

L_КНБК = ℓ_{т +} ℓ₁ +ℓ₂ = 14,00 + 43,3+ 16,97 = 74,27 м.

6. Общий вес КНБК

Q_КНБК = G + ℓ_{УБТ (1)} · q_УБТ(1) + ℓ_{УБТ (2)} · q_УБТ(2) = 0,025·10^-3 + 43,3·10^-3 + 16,96·1164·10^-3 = = 87,27·10^-3 МН.

7. Определяем число промежуточных опор, расположенных в сжатой части КНБК, составленной из УБТ диаметром 178 мм и длиной 43,3 м, так как по табл. 5.24 Р_кр = 57,8 кН = =0,0578·10^-3 МН.

Так как Р_д > Р_кр (0,079·10^-3 > 0,0578·10^-3), следовательно, необходимо устанавливать промежуточные опоры.

В соответствии с табл. 5.27. расстояние между опорами составляет а = 33,0 м (для частоты вращения n = 50 мин^-1).

Тогда число опор составит:

Следовательно, для указанных выше условий необходимо применять КНБК, в состав которой входят следующие элементы:

долото диаметром 215,9 мм;

турбобур длина 14 м, весом 0,025·10^-3 МН;

1-я секция УБТ (сжатая часть) – длиной 43,3 м, весом 67,5·10^-3 МН;

2-я секция УБТ (растянутая часть) – длиной 16,97 м, весом 19,8·10^-3МН;

Общая длина КНБК – 74,27 м, общий вес КНБК – 87,27·10^-3 МН.