Проектирование режима бурения по интервалам

2.4 Проектирование режима бурения по интервалам.

2.4.1 Расчет осевой нагрузки на долото

Величина осевой нагрузки на долото определяется из условия объемного разрушения пород на забое скважины. В расчете используются значения твердости горных пород по штампу :

G_д=Р_ш F_к (2.23)

где: G_д – осевая нагрузка на долото, кН;

Р_ш твердость пород по тпампу, Мпа;

F_к – площадь контакта вооружения долота с забоем, м²

F_к = 0,4 b₃ ∑ l_i(2.24)

где: ∑ l_i – сумма длинн зубцов находящихся в одновременном контакте с забоем, м.

Максимально допустимые значения осевой нагрузки на долото по интервалам условно одинаковой буримости:

интервал 0-715 м:

интервал 715-1830 м:

интервал 1830-2560 м:

Расчетные значения G не превышают допустимую нагрузку на рекомендуемые типоразмеры долот.

2.4.2 Проектирование расхода бурового раствора

Минимальное значение расхода бурового раствора (Q_min) необходимой для очистки забоя скважины от шлама определяется по формуле:.

Q_min = 0 .785 V_к (Д_с² – d_н²) 10³ (25)

где V_к – средняя скорость течения глинистого раствора в затрубе, м/с

V_к= 1,25 V_в (26)

где: V_в – скорость витания частиц шлака в кольцнвом пространстве. м/с.

V_к= 1,25 V_в (26)

где: V_в – скорость витания частиц шлака в кольцевом пространстве. м/с.

 (27)

где: R –постоянная Реттинчера, R=5,72 м/с при R_е >60;

d₄ – диаметр частиц шлака, м;

 - плотность горной породы (п.2.5), кг/м³;

 - плотность бурового раствора (п.2.5), кг/м³;

д_с – диаметр скважины, м;

d_н – минимальный наружный диаметр бурильной колонны,м;

 (28)

где: R_e – критерий Рейнольда;

P-пластическая вязкость раствора, Па-С

P=(0,004-0,005) Р (29)

где: Р –динамическое напряжение сдвига, Па

Р= 0,0085-7 (30)

Расчет минимального расхода бурового раствора по формулам

Интервал 0-50м: P=1,87 Па; PY= 0,0035 ПаС

интервал 0-715 м: Р=0,0085 1173 – 7 =2,97 Па

P=0,0045 2,97 = 0,0134 ПаС

V_к =1,25 0,66 = 0,83 м/с

715-1830м Q_min =0.785 0.83 (0.310² – 0.127²) 10³ = 52.0 л/с

Технологический необходимый расход бурового раствора определяется по формуле:

 (31)

где: Q_ТН – технологически необходимая величина расхода для обеспечения процесса углубления скважины, л/с;

Р_max – максимально допустимое давление на выкиде буровых насосов, Мпа;

Р_ДТ –технологически необходимая величина перепада на долоте, Мпа:

Р_R- гидроимпульсное давление 2-3 Мпа;

 - плотность промывочной жидкости внутри бурильной колонны и в заколонном пространстве, кг/м³;

а_i – коэффициент гидросопротивления независящий от глубины скважины м^-4;

l₁, l₂ – длины секций бурильной колонны с разными диаметрами и толщиной стенок, м;

b_i, b_j – коэффициент гидросопротивления зависящий от длины м^-5

а_i=a_mc+a_М+а_в+а_ТВ (32)

где: a_mc,a_М,а_в,а_ТВ учитывает соответственно сопротивления в монифольте, в стояке, вертлюге, ведущей трубе, м^-4 \9, приложение1\.

 (33)

где: d_В – внутренний диаметр труб.скважины секции,м.

 (34)

где: Д_с – диаметр скважины с учетом увеличения,м

 (35)

где: Д_Д – диаметр долота, м. интервал 1830-2560 м:

Результаты расчетов сведены в таблицу 21. Расход промывочной жидкости при нормальных условиях бурения должен соответствовать выражению.

Q_ТН > Q > Q_min (36)

Таблица 21 - Расход промывочной жидкости по интервалам