Бурение эксплуатационных колонн - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Бурение эксплуатационных колонн

Выбор секции обсадной эксплуатационной колонны из условия внешнего давления и собственного веса. Расчет веса обсадной колонны. Технические характеристики буровой установки. Вывод о резерве производительности. Мощность силового привода бурового насоса.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Буровая установка включает следующие элементы: основной двигатель (главный привод), буровая вышка, подвышечное основание (фундамент), оборудование для спуско-подъемных операций (СПО), буровые насосы, противовыбросовое оборудование (превенторы).
Основными параметрами, при выборе буровой установки являются глубина бурения, диаметр скважины, диаметр бурильных труб, мощность привода и максимальная нагрузка на крюк.
Высота эксплуатационного горизонта, м
Расстояние от устья скважины до уровня жидкости в колонне H, м
Плотность бурового раствора за колонной ср, кг/м3
Плотность жидкости в колонне с, кг/м3
Запас прочности по наружному давлению:
для труб эксплуатационного горизонта - [] = 1,3
1. Наружное давление на глубине z = L:
2. Глубина спуска труб II-ой секции:
3. Принимаем трубы III секции 245 Ч 8,9Д
Предельная глубина спуска труб III секции
4. Принимаем трубы III секции 245Ч 8,9 Д
5. Принимаем трубы IV секции 245Ч 10,0 Д
Из расчетов видно, что необходимо рассчитывать следующую секцию, так как длина четырех секций меньше чем проектная длина обсадной колонны. Однако можно ограничиться 4 секциями, за счет увеличения прочности последней 4-й секции. Для этого необходимо принять для этой секции следующую группу прочности. Примем для шестой секции трубы 245х10,0К (Страгивающая нагрузка =2270 кН, вес 1 м - 58,0 кг)
Теперь видно, что длины 4-й секции достаточно, и нет необходимости рассчитывать 5-ю секцию. Необходимая длина 4-й секции:
-(++)=2200-(200+847+842)=2200-1889=311 м
1 . Выбор буровой установки по максимальной нагрузке на крюке,в зависимости от веса бурильной и обсадной колонн
Выбор буровой установки осуществляется по их классификационным параметрам - допустимой нагрузке на крюке и условной глубине бурения. Следует отметить, что глубина бурения является предварительным ориентировочным параметром, а главным критерием выбора является допустимая нагрузка на крюке, определяемая из двух условий:
Где допускаемая нагрузка на крюке (принимается максимальное значение из полученных двух), кН; вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны в конструкции скважины, кН; вес в воздухе наиболее тяжелой бурильной колонны, кН; коэффициенты запаса допускаемой нагрузки по бурильной и обсадной колонне соответственно.
Коэффициент запаса по бурильной колонне принимается равным. Предпочтительным является значение.
Коэффициент запаса допускаемой нагрузки по обсадной колонне принимается равным
Вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны, кН 1211
Вес в воздухе наиболее тяжелой бурильной колонны, кН 1510
Обоим условиям удовлетворяет буровая установка 7 класса по ГОСТ 16293-89 с допускаемой нагрузкой на крюке 3200 кН.
2 . Технические характеристики буровой установки, основное оборудование комплекса и его характерные особенности
Выбираем буровую установку БУ 5000/320 ДГУ-1 с допустимой нагрузкой на крюке 3200 кН и условной глубиной бурения 5000 м, т.к. она удовлетворяет условию.
Буровые установки предназначены для бурения эксплуатационных и глубоких разведочных скважин вращательным способом. Технология вращательного бурения состоит из следующих основных операций:
-вращение и продольная подача породоразрушающего инструмента по мере углубления скважины;
-промывка скважины и вынос разрушенной породы на поверхность;
-наращивание бурильной колонны по мере углубления скважины;
-подъем и спуск в скважину бурильной колонны для смены породоразрушающего инструмента и забойного двигателя;
-приготовление, обработка и очистка промывочного раствора;
-спуск обсадных колонн для крепления скважины.
Для выполнения этих операций, а также аварийных работ требуются различные по функциональным назначениям машины, механизмы и оборудование. Набор необходимых для бурения скважин машин, механизмов и оборудования, которые на изготовляющем их предприятии не соединяются, но имеют взаимосвязанные эксплуатационные функции и технические параметры, называется буровым комплексом.
Буровая установка -- это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций. Современные буровые установки подразделяются на следующие составные части:
буровое оборудование (талевый механизм, насосы, лебедка, вертлюг, ротор, привод, топливомаслоустановка, дизель-электрические станции, пневмосистема);
буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия);
оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);
оборудование для приготовления, очистки и регенерации промывочного раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и глиноотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и промывочного раствора);
манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);
устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для разводки теплоносителя).
Буровая установка БУ 5000/320 ДГУ-1:
- допускаемая нагрузка на крюке 3200 кН;
-скорость подъема крюка при расхаживании колонны 0,2 м/с;
- скорость подъема элеватора (без нагрузки), не менее 1,82 м/с;
- расчетная мощность на валу подъемного агрегата 1100 кВт;
- диаметр отверстия в столе ротора 700 мм;
- расчетная мощность привода ротора, не более 370 кВт;
- мощность бурового насоса 950 кВт;
- площадь подсвечников, при размещении свечей 114 мм 6000 м2;
- высота основания (отметка пола буровой) 8 м;
- просвет для установки стволовой части превенторов6,7 м;
Оборудование буровой установки БУ 5000/320 ДГУ-1:
- привод основных механизмов групповой СА-10;
- циркуляционная система ЦС500ДГУ-1Т.
- номер подшипников шкивов 7097152М;
- размеры подшипника траверсы 260Ч400Ч104 мм;
- максимальное усилие на канате 365 кН;
- расчетная мощность на входном валу 1100 кВт;
- тип вспомогательного тормоза ТЭИ-800-60;
- диаметр шкива по дну желоба 1380 мм;
- допустимая нагрузка статическая 3,2 МН;
- допустимая нагрузка при частоте вращения ствола 100 об/мин2,0 МН;
- максимальная частота вращения ствола 300 об/мин;
- наибольшее давление прокачиваемой жидкости 32 МПа;
- вместимость масляной ванны 0,07 м3;
- высота (без диаметра штропа) 2860 мм;
- частота вращения вала 1200 об/мин;
3 . Расчет мощности ротора и необходимой мощности привода с учетом КПД трансмиссии. Выв од о резерве производительности
Мощность ротора должна быть достаточной для вращения бурильной колонны, долота и разрушения горной породы забоя скважины :
где =0,90-0,95 КПД ротора, который учитывает потери в трущихся деталях ротора. Для определения мощности на холостое вращение бурильной колонны можно воспользоваться формулой:
где D - диаметр скважины, м;  - удельный вес промывочной жидкости, Н/м3; n (в мин-1), D - диаметр скважины, м; d - диаметр бурильных труб, м; n -частота вращения снаряда, с-1; L - глубина скважины, м;
В предварительных расчетах частоту вращения стола ротора в зависимости от текущей и конечной глубины бурения вычисляют по эмпирической зависимости, принятой Уралмашзаводом:
Мощность расходуемую на разрушение породы шарошечным долотом, можно определить, используя формулу:
где с - коэффициент крепости пород, принимаемый для мягких пород с=2,6; для пород средней твердости с=2,3; для крепких с=1,85;осевая нагрузка на долото, кН;
Осевая нагрузка на долото вычисляется по формуле:
Резерв производительности бурового ротора определяется по формуле:
Мощность привода с учетом КПД трансмиссии:
Где z - число двигателей; k=1.3ч1.45- коэффициент перегрузки;-
общий КПД трансмиссии, для механических передач принимается 0,92-0,97, для гидромеханических 0,7-0,75.
Вычисляем частоту вращения стола ротора:
Интервал бурения эксплуатационной колонны 700 -2200 м
Вычисляем осевую нагрузку на долото:
Вычисляем мощность на холостое вращение:
13,5*10-8*2200*0,1402*1521,5*0,2450,5*1,2*104=64,79 кВт
Вычисляем мощность на вращение долота:
c=2.3, -5 *1,3 *n*D0.4=2.3*10-5*509.61.3*152*2450.4=104.3 кВт
Расчет показывает, что без учета диаметра проходного отверстия в столе ротора может быть использован ротор Р-560 с номинальной мощностью 370 кВт и условной глубиной бурения 1600-4000 м.
Вычисляем мощность привода с учетом КПД трансмиссии:
Вычисляем резерв производительности бурового ротора:
Вывод: Резерв производительности составляет половину от всей производительности ротора.
4 . Расчет необходимой мощности буровой лебедки, при подъеме бурильной колонны наибольшего веса. Сравнение с номинальной мощностью, вывод о резерве производительности
Мощность лебедки определяется полезной мощностью на ее барабане, которая должна быть достаточной для выполнения спуско-подъемных операций и аварийных работ при бурении и креплении скважин заданной глубины и конструкции. Оптимальная мощность буровой лебеди определяется из условий подъема наиболее тяжелой бурильной колонны для заданной глубины бурения с расчетной скоростью =0,4ч0,5 м/с:
где максимальный вес бурильной колонны; вес поступательно движущихся частей талевой системы; КПД талевой системы.
Резерв производительности буровой лебедки определяется по формуле:
где - номинальная мощность на подъемном валу лебедки, указанная в ее характеристиках.
=0,825, т.к. кратность талевой системы 6x7
Масса талевого блока 9,6 т (вес поступательно движущихся частей талевой системы)
Оптимальная мощность на 323 кВт больше своей номинальной мощности.
Вычисляем резерв производительности буровой лебедки:
Вывод: Резерв производительности лебедки составляет четвертую часть от всей производительности буровой лебедки.
5 . Расчет необходимой подачи и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения
Выбор диаметра долота для бурения по эксплуатационную колонну осуществляют в зависимости от диаметра муфты используемых обсадных труб.
где DД - диаметр долота; Dм - диаметр муфты обсадной трубы; диаметральный зазор между стенками скважины и муфтами обсадных труб.
Эксплуатационная колонна: Принимаем
Подачу буровых насосов выбирают на основе требований, предъявляемых технологией промывки скважин. От подачи буровых насосов зависит эффективность роторного бурения и нормальная работа забойных двигателей. Для эффективной очистки скважины от шлама и для обеспечения рабочего режима забойных гидравлических двигателей скорость восходящего потока =0,4-0,5 (под техническую и эксплуатационную колонну).
Подача насоса (м3/с)зависимости от скорости потока жидкости, м/c:
Где -площадь затрубного пространства,м2:
-диаметр долота, м, -диаметр бурильных труб, м.
Подачу буровых насосов принято выражать в л/с (литры в секунду), 1 м3/с = 1000 л/с.
Вычисляем площадь затрубного пространства:
(2-2)=3.14/4*(0.29532-0.1402)=0.785*(0,08720209-0,0196)=0.053 м2
Давление на выходе бурового насоса зависит от потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений в манифольде, бурильной колонне, забойном двигателе, долоте и затрубном кольцевом пространстве. Гидравлические сопротивления подразделяют на линейные, обусловленные силами трения и местные, обусловленные изменением величины скорости и направления потока. Линейные гидравлические сопротивления возникают в бурильных трубах и кольцевом затрубном пространстве. Местные сопротивления - в замках бурильных труб, промывочных отверстиях долота, проточных каналах забойных двигателей, обратных клапанах и задвижках. Полная потеря давления определяется арифметической суммой линейных и местных потерь давления. Сумма потерь давления в манифольде, бурильных трубах, замках, УБТ, на забойном двигателе, на долоте, в кольцевом затрубном пространстве:
Разностью статических давлений в практических расчетах пренебрегают. В конце бурения технической колонны потери давления определяться как
Потери давления в манифольде=1ч2 МП
Значения линейных потерь давления на единицу длины для различных труб и кольцевого пространства приводятся в литературе [3].
Потеря давления в замках бурильных труб:
Потеря давления на долоте (МПа) определяется выражением:
dбтвн=140-2*12=140-24=116 мм=0,116 м;
P=+=2+1,6+0,48+0,7+0,001+0,05+0,05+0,002=4,883 Мпа
Гидравлическая мощность буровых насосов (кВт) рассчитывается как
Где p-суммарные потери давления, МПа; Q- подача бурового насоса, л/с.
эксплуатационный колонна буровой установка
6 . Расчет мощности буровых насосов и мощность их привода с учетом КПД трансмиссии
Требуемая мощность буровых насосов рассчитывается как
где N- полезная гидравлическая мощность, КПД насоса.
Где - КПД трансмиссии бурового насоса, чаще всего это клиноременная передача. КПД клиноременной передачи обычно принимается равным 0,94.
7 . Определение необходимой суммарной установленной мощности двигателей силового привода буровой установки
Cумма установленной мощности двигателей силового привода определяется как
В ходе работы, мы рассчитали и выбрали типоразмер секций обсадных труб эксплуатационной колонны из условия действия наружного давления и собственного веса. По условной глубине бурения и наибольшему весу обсадной колонны выбрали буровую установку.
Определили необходимые мощности буровой лебедки, бурового насоса, бурового ротора. Так же был сделан вывод о резерве производительности буровой лебедки и ротора.
Рассчитали необходимую подачу и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения.
Подводя итог, определили необходимую суммарную мощность двигателей силового привода буровой установки.
1. Р.А. Баграмов. Буровые машины и комплексы: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1988. - 501 с.
2. С.И. Ефимченко. Расчёт и конструирование оборудования для нефтяных и газовых скважин. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. - 736 с.
Преимущества бурения с обсаживанием. Основные принципы конструирования обсадной колонны. Конструкция разбуреваемого долота DrillShoe. Установка обсадной трубы на забой. Дополнительные сведения о системе DwC. Блок-схема последовательности выбора скважины. реферат [2,6 M], добавлен 17.05.2016
Выбор способа бурения и построения конструкции скважины. Проверочный расчет буровой вышки. Технология погружения обсадной колонны, отбора керна, вращательного бурения. Составление геологического наряда. Организация морского бурения, ликвидационные работы. курсовая работа [2,3 M], добавлен 14.06.2014
Физико-механические свойства горных пород. Давление и температура по разрезу скважины, возможные осложнения при бурении. Бурение с аэрацией промывочной жидкости. Выбор тампонажных материалов и буферных жидкостей; расчет промежуточной и обсадной колонны. дипломная работа [2,4 M], добавлен 04.07.2013
Вскрытие продуктивного пласта. Обоснование числа обсадных колонн и глубины их спуска. Выбор диаметров обсадных колонн и долот, буровых растворов и их химическая обработка по интервалам. Параметры бурового раствора. Гидравлический расчет цементирования. дипломная работа [949,7 K], добавлен 13.07.2010
Характеристика буровой установки. Расчет конструкции скважины и цементирования эксплуатационной колонны. Выбор и обоснование способа и режимов бурения. Технология вскрытия и освоения водоносного пласта. Разработка мероприятий по увеличению его водоотдачи. курсовая работа [527,7 K], добавлен 30.05.2015
Принципы проектирования конструкции скважины, обоснование ее конструкции и плотности бурового раствора по интервалам бурения. Расчет диаметров долот и обсадных колонн. Требования безопасности и защита окружающей среды при применении промывочной жидкости. курсовая работа [196,8 K], добавлен 12.03.2013
Расчет мощности на разрушение забоя при алмазном бурении, мощности на вращение бурильной колонны, мощности бурового станка при бурении, в двигателе станка при бурении, на валу маслонасоса. Мощность, потребляемая двигателем бурового насоса из сети. контрольная работа [106,6 K], добавлен 14.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Бурение эксплуатационных колонн курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Презентация Защиты Курсовой Работы Пример
Курсовая работа по теме Обеспечение диагностико-коррекционного психолого-медико-педагогического сопровождения воспитанников с отклонениями в развитии
Курсовая работа по теме Разработка технологического процесса механической обработки вала
Предмет И Метод Информационного Права Курсовая
Сочинение С Прямой Речью 5 Класс
Мини Сочинение На Тему Что Такое Человек
Реферат: Ядерная угроза. Скачать бесплатно и без регистрации
Синдром Хронической Артериальной Недостаточности Реферат
Права Мои И Права Других Людей Реферат
Сочинение По Картине Пейзаж Шишкин
Курсовая работа: Экономическая эффективность отрасли мясного скотоводства в хозяйстве ТНВ "Дружба"
Дипломная работа: Проект вскрытия и разработки россыпного месторождения «Вача». Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Концепт дизайна костюма робота-экзоскелета
Реферат по теме Об этнографическом аспекте языковых изменений
Эссе Специал Кристалл Вкус
Реферат: Письмо Стародума другу. Скачать бесплатно и без регистрации
Выполнила Проверила Реферат
Реферат На Тему Недостаточность Клапанов И Сужение Отверстия Легочной Артерии
Дипломная работа по теме Организация системы контроля доступа и видеонаблюдения в учреждении образования
Проектирование И Разработка Базы Данных Курсовая
Анализ эффективности использования основных средств предприятия - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Расследование и учет несчастных случаев - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Закаливание растений - Биология и естествознание курсовая работа