Создан заказ №1577691
27 декабря 2016
Данные к расчету элементов компоновки бурильной колонны и расчету ее прочность при бурении с ГЗД
Как заказчик описал требования к работе:
Дисциплина "Технология бурения нефтяных и газовых скважин". Решить вариант № 17
Фрагмент выполненной работы:
Данные к расчету элементов компоновки бурильной колонны и расчету ее прочность при бурении с ГЗД.
Параметр
Един.
измер.
17
1 2 3
1. Глубина скважины м 2300
2.Диаметр долота (трехшарошечн.) мм 215,9
3.Частота вра-щения долота (вала ГЗД) об/мин 350
4. Перепад в долоте, МПа МПа 6
5.Перепад в ГЗД МПа 4
6.Условия бурения (норм. - осложненные) (н)
(осл) н
7.Колонна (одноразмерная /комбиниров.) (одн.)
(ЛБТ) одн.
8.Плотность промывочной жидкости
кг/м3 1200
9.Силы трения
при подъеме
колонны
кН 40
10.Осевая
нагрузка на
долото
кН 130
Определим диаметры бурильного инструмента, УБТ, забойного двигателя:
- наружный диаметр стальных труб:
Dб.и.=0,6…0,68∙Dдол=0,6∙0,2159=0,1295 м
Согласно приложения 1 принимаем ПК 127х9 Dб.и.=127 мм, с толщиной стенки 9 мм.
- наружный диаметр УБТ:
DУБТ=0,78∙Dдол=0,78∙0,2159=0,1684 м
Принимаем DУБТ=178 мм, с толщиной стенки 49 мм
- наружный диаметр ГЗД:
DГЗД=0,9∙Dдол=0,9∙0,2159=0,1943 м
Принимаем DГЗД=195 мм, согласно п.п. (работа была выполнена специалистами Автор 24) 1.7.3. принимаем ГЗД-195, соответственно при расчетах lу можно принять l1 = 26 м, а l2 = 2,8 м.
Период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя:
Тд=6,3n∙(19,2∙Кn∙c∙GдE∙F∙n∙R∙sinβ+1,3∙tnrn+Gстtn∙an)
Где n – частота вращения долота, об/мин;
Е – модуль упругости, 2,1х1011 Па;
F – площадь поперечного сечения тела динамически активного участка вала ГЗД, F=38 x10-4м2;
R – радиус долота, R=107 мм;
β – угол наклона оси шарошки к оси долота, sinβ=0,8;
Кn – коэффициент, который учитывает изменение частоты вращения вала ГЗД, Кn =4;
Gд – динамическая нагрузка на долото, кН: Gд=0,15∙G=0,15∙130=19,5 кН;
Gст – статическая нагрузка на долото, кН: Gст=0,85∙G=0,85∙130=110,5 кН;
tn – шаг зубьев на периферийном венце, tn=32 мм;
rn – радиус от оси шарожки до венца, 5,8 мм;
Тд=6,3350∙19,2∙4∙5100∙19,5∙1032,1∙1011∙38∙10-4∙350∙0,107∙0,8+1,3∙0,0320,058+110,5∙1030,032∙50∙106=0,0199 с
Расчет длины УБТ при бурении с ГЗД. Длину УБТ можно определить как:
,(1.1)
где: с - скорость звука в материале УБТ (для стальных труб с 5100 м/с);
Тд - период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя, с;
l1 - длина бурильного инструмента от забоя до УВТ, м;
l2 - длина инструмента от забоя до верхней осевой опоры ГЗД, м;
ly=c∙Tд2-l1-l2=5100∙0.01992-26-2.8=27,8 м
Принимаем ly=28 м;
Соответственно, длина стальных труб:
lпк=Lскв-lз-lу=2300-28-26=2246 м
Расчет колонны на прочность.
Определяем растягивающие напряжения в верхнем сечении колонны при наиболее тяжелых условиях для колонны, когда колонна поднимается из искривленной скважины с относительно большой скоростью при циркуляции жидкости (буровые насосы включены) в скважине:
σр=КдFтпк∙(b∙Gз+qу∙lу+qпк∙lпк+Fв∙Рт+Рд+Gтр)
где: Кд - коэффициент динамичности при подъеме или спуске колонны, принимаем 1,3;
Fпк - площадь поперечного сечения тела бурильной трубы, м2;
Fпк=0,785∙dнпк2-dвпк2=0,785∙0,1272-0,1092=0,0042 м2
dнпк, dвпк - наружный и внутренний диаметры ПК 127х9, м;
qу - вес 1 м УБТ, Н: qу = 1560 н/м
qпк, lпк - вес 1 м и длина ПК соответственно, Н/м и м: qпк=305 Н/м
bпк - величина b для ПК: b=1-ρ1ρпк=1-12007850=0,8471
Рт, Рд - соответственно перепад в турбобуре и долоте Па;
Fв - площадь поперечного сечения канала труб, м2: Fв=0,785∙0,1092=0,0093 м2
Gтр - величина сил трения колонны о стенки скважины (силы сопротивления, которые определяются расчетным или опытным путем), Н.
σр=1,34,2∙10-3∙0,85∙48000+1560∙28+305∙2246+0,0093∙6+4∙106+40∙103=245,5 МПа
После расчета р проверяем выполнение условия:
,(1.7)
где: т - предел текучести рассчитываемых на прочность труб, МПа: принимаем 379 МПа для марки стали «Д»;
Кз - коэффициент запаса прочности для бурильных труб при бурении с забойными двигателями; Кз = 1,3…1,6, принимаем 1,3, так как условия бурения нормальные.
3791,3=291 МПа≥245,5 МПа
Условие на прочность при бурении забойными двигателями выполняется.
Расчет бурильной колонны на прочность при СПО с клиновым захватом на устойчивость от воздействия внутреннего давления.
,
где: Ск - коэффициент, учитывающий условия охвата колонны клиньями захвата; при наличии в захвате четырех плашек Ск = 0,7.
- предельный вес бурильной колонны в кН, для длины участка соприкосновения клина с трубой 300 мм для выбранной трубы – 1,02 кН
103∙0,7∙1,02∙103(48000+43860+685030)∙0.85=1.08≤1,10
Условие на прочность при СПО выполняется.
Решение:
для заданных условий подходят: бурильная труба «П» 127х9 марка стали «Д» длиной 2246 м, УБТ-178 длиной 28 м, ГЗД-195.
При использовании данного оборудования условия на прочность выполняются.Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
28 декабря 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Данные к расчету элементов компоновки бурильной колонны и расчету ее прочность при бурении с ГЗД.docx
2021-01-22 17:43
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.9
Положительно
Как и всегда, автор выполняет всё на отлично и максимально быстро и качественно !!!!
5 ИЗ 5 !!!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
