Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля

Геолого-технические условия бурения. Проектирование конструкции скважины. Выбор и обоснование способа бурения. Выбор бурового инструмента и оборудования. Проектирование технологического режима бурения. Мероприятия по предупреждению аварий в скважине.


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.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Тема проекта: Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля
Выполнение курсовой работы основывается на конкретной задаче и в соответствии с методическими указаниями. Она показывает последовательность решения задач для обеспечения проведения буровых работ. В работе присутствуют расчеты, необходимые для проектирования разведочной скважины и работ на ней, а также выбора основного оборудования и инструмента.
This paper deals with the drafting of drilling wells in specific geological and technical conditions in order exploration of coal mining. Taking into account modern requirements for the methods, techniques, tools and organization of exploration, ensuring high technical and economic parameters.
Paper contains of: 60 pages, 4 figures, 13 tables, 2 applications and the bibliographic list from 4 points.
1. Геолого-технические условия бурения
2. Проектирование конструкции скважины
3. Выбор и обоснование способа бурения
4. Выбор бурового инструмента и оборудования
4.3 Спуско-подъемный и вспомогательный инструмент
6. Проектирование технологического режима бурения
8. Техническая и экологическая безопасность проведения работ
10. Мероприятия по предупреждению и ликвидации аварий в скважине
Целью настоящей курсовой работы является проектирование скважины, выбор способа бурения, бурового инструмента и оборудования. И как итог - составление геолого-технического наряда на бурение скважины на стадии предварительной разведки месторождения каменного угля.
Угол наклона 90?, глубина 390 м , конечный диаметр 76 мм.
Задачей работы являются буровые работы на стадии предварительной разведки месторождения каменного угля. Исходные данные включают в себя геологический разрез
1. Геолого-технические условия бурения
Разнозернистые пески с гравием(до 15% водонасыщ.)
Песчаники на известковистом цементе,слаборещ.
2. Проектирование конструкции скважины
бурение скважина месторождение уголь
Одним из важнейших технико-технологических решений является выбор конструкции (проектирование) скважины. Конструкция скважины выбирается в соответствии с целевым назначением, основными задачами буровых работ, геолого-техническими условиями бурения и степенью изученности района работ, а так же способом бурения.
При выборе конструкции скважины необходимо стремиться к составлению наиболее простых конструкций - одноколонных; следует избегать применения потайных колонн обсадных труб и ступенчатости открытого ствола скважины.
Конечный диаметр скважины зависит от минимально допустимых диаметров керна, обеспечивающих необходимую достоверность опробования; от размеров геофизической и другой скважинной аппаратуры, применяемой при геофизических, гидрогеологических и других исследованиях в скважине; а также от принятого способа бурения и типа породоразрушающего инструмента.
С целью разработки наиболее экономичной конструкции скважины следует стремиться к уменьшению конечного диаметра скважины, но без ущерба достоверности опробования месторождения. Это позволяет не только повысить устойчивость стенок скважины и сократить необходимое количество колонн обсадных труб, спускаемых в скважину, но и получить более высокие технико-экономические показатели бурения.
При разведке угольных месторождений в зависимости от типа углей рекомендуют следующие диаметры бурения: по мягким углям - 93 мм, по средним - 76 мм, по плотным - 59 и 76 мм с учетом применения специальных снарядов для получения представительного керна.
В связи с рекомендациями по выбору проектирования конструкции скважины-конечный диаметр скважины - 76 мм.
На основании геологического разреза устанавливается необходимое количество колонн обсадных труб. Устье скважины 0-5 м будет закреплено - направлением; 5-62 м - кондуктором; техническая колонна устанавливается на глубину до 390 м.
Схема конструкции скважины изображена на рис. 1.
3. Выбор и обоснование способа бурения
Выбор оптимального способа бурения производится в соответствии с геологическим заданием, геолого-техническими условиями бурения и разработанной конструкцией скважины.
Основным способом бурения разведочных скважин является механическое вращательное бурение. Вращательный способ осуществляется при вращении внедрившегося породоразрушающего инструмента под воздействием постоянной осевой нагрузки и силы резания.
На стадии разведки скважины бурят с целью оконтуривания и определения запасов полезного ископаемого на месторождении. По принципу разрушения горной породы, бурение скважины осуществляется механическим способом, то есть разрушение осуществляется за счет механического воздействия породоразрушающего инструмента на забой.
Так как данный геологический разрез не изучен и требует опробование, применяется колонковый способ бурения.
4. Выбор бурового инструмента и оборудования
Буровой инструмент подразделяется на технологический, вспомогательный, аварийный и специальный.
Технологический включает в себя: буровые коронки, долота, расширители, калибраторы, переходники, колонковые, обсадные и бурильные трубы.
В соответствии с выбранным твердосплавным способом бурения и конструкцией скважины, в зависимости от физико-механических свойств горных пород и условий отбора керна производим выбор технологического инструмента. Данные по выбранному породоразрушающему инструменту заносим в табл. 2 с указанием интервалов его применения. Для обеспечения кондиционного выхода керна в данном проекте применяется специальная установка ДонбассНИЛ-II по полезному ископаемому.
Технические характеристики породоразрушающего инструмента.
Техническая характреристика трубы Донбасс-НИЛ
Диаметр наружной трубы, мм (наруж./внутр.)
Диаметр внутренней трубы мм (наруж./внутр.)
Диаметр наружной коронки, мм (наруж./внутр.)
Диаметр внутренней коронки, мм (наруж./внутр.)
Характеристика породоразрушающего инструмента:
Серийные коронки M5 и М6 имеют ребра, приваренные в пазах, которые фрезеруют породу в торце короночного кольца. Число ребер зависит от диаметра коронки. В прямоугольных пазах ребер запаивают по четыре пустотелых восьмигранных резца (коронки М5) или пластину размером 5x19,5 мм со специальным установочным выступом (коронки М6).
Коронка СМ9 создана в результате работ СКБ «Геотехника» по модернизации коронок группы СМ-СТ; ею заменяются коронки СМ4, СМ5 и СМ6. Коронки СМ9 предназначены для вращательного и вращательно-ударного колонкового бурения в однородных перемещающихся малоабразивных монолитных и трещиноватых породах V--VII, частично VIII, категорий по буримости.
Коронки СА2 -микрорезцовые самозатачивающиеся для бурения абразивных пород средней твердости. С самозатачивающимися резцами, располагающимися повторяющимися группами, обеспечивающими перекрытие забоя. Область применения СА4: абразивные и монолитные породы V - VIII, частично IX категорий по буримости.
Технические данные колонковых геологоразведочных труб
Наружный диаметр и толщина стенки труб, мм
Наружный и внутренний диаметры ниппелей, мм
Характеристика резьбы труб и ниппелей
Одноупорная, цилиндрическая, трапецеидальная, шаг 4 мм, высота профиля 0,75 мм
Диаметр скважины, в которую опускается колонковая труба
Сталь группы прочности Д и К (сталь марки 45 и 36Г2С)
Расчетная масса 1 м труб, кг, не более
Для включения в одинарные колонковые наборы, состоящие из одной или нескольких, соединяемых между собой ниппелями колонковых труб, применяемых для отбора керна при бурении на ТПИ.
Бурильные трубы служат для: соединения колонкового снаряда с вращателем бурового станка, подачи бурового снаряда по мере углубления скважины и замены породоразрушающего инструмента, передачи на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, подачи на забой промывочной жидкости.
Для бурения скважины используем универсальные бурильные стальные трубы ТБСУ.
Трубы ТБСУ предназначены для бурения скважин при поисках и разведке твердых полезных ископаемых, колонковым и бескерновым способом, твердосплавными и алмазными коронками и долотами всех видов.
Наружный диаметр бурильного замка, мм
Внутренний диаметр бурильного замка, мм
Момент затяжки резьбового соединения, Нм
Временное сопротивление разрыву [],МПа
Предел текучести при растяжении [],МПа
4.3 Спуско- подъемный и вспомогательный инструмент
Трубодержатель ТР2-12.5 (рис. ) предназначен для удержания бурового снаряда на устье скважины и восприятия крутящего момента при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений труб вручную; относится к устройствам рычажного типа с дистанционным управлением от гидросистемы станка. Корпус трубодержателя упирается двумя рычагами б в плиту-основание 5, другие концы рычагов сжимают плашки 4, удерживающие бурильную трубу. Чем больше вес бурильной колонны, тем сильнее сжимаются плашки. Кроме того, усилие на плашки передается от штока гидроцилиндра 2, благодаря чему производится дистанционно зажим и разжим трубы.
Рис.2 Гидравлический трубодержатель ТР2-12,5.
1 -- корпус: 2 -- гидроцилиндр-, 3-- бурильная труба; 4 -- плашки; 5 -- плита-основание; 6-- рычаги.
Техническая характеристика трубодержателя ТР2-12,5
Максимальная (кратковременная) грузоподъемность, кН Диаметр удерживаемых труб, мм
Масса (без плиты и гидросистемы), кг
Наружная поверхность плашки 4 (см. рис. 2) выполнена эксцентрично относительно внутренней поверхности и имеет возможность углового перемещения в сторону подпружиненного более тонкого края. Благодаря этому, при развинчивании труб, когда требуется наибольший удерживающий момент, происходит дополнительное заклинивание трубы и тем больше, чем больше угол поворота зажатой трубы с плашками. Гидросистема трубодержателя включает гидроцилиндр, золотник управления, кран и рукава со штуцерами. Для подключения к маслонасосу бурового станка необходимо приварить боковые штуцеры к напорной и сливной магистралям гидросистемы станка. Разжим и зажим колонны труб обеспечивается поворотом рукоятки золотника управления в соответствующую сторону или, при отказе гидравлики, съемной ножной педалью. Спуск и подъем колонны проводится при раскрытом трубодержателе, не извлекая обоймы с плашками; при бурении плашки удаляются.
Технические средства для свинчивания и развинчивания бурильных труб.
Труборазворот РТ-1200-2М получил наибольшее применение при колонковом геологоразведочном бурении. Механизм устанавливается на устье скважины. Включает в себя раму, электродвигатель, редуктор, водило, ведущую и подкладную вилки.
Техническая характеристика труборазворота РТ-1200М
Время свинчивания и развинчивания, с
Масса удерживаемого груза, т не более
Хомут для обсадных труб. Предназначен для перемещения к устью скважины и подвешиванию обсадной трубы или колонны труб с захватом за гладкую часть трубы или под муфту. Состоит из двух половин, облегающих поверхность трубы и стягиваемых по бокам болтами, предусмотрены пазы для съемных троп.
Выпускаются хомуты для обсадных труб геологоразведочного сортамента диаметром 57--168 мм . Хомуты изготавливаются из прокатной полосовой стали.
Лафетные хомуты устанавливаются обычно на устье скважины. Массивный корпус имеет конусную расточку проходного отверстия, в которую вставляются распорные плашки для удержания обсадной трубы и колонны над забоем.
Хомуты шарнирные применяются для захвата бурильной трубы при необходимости поворота бурового снаряда в скважине или удержания его в подвешенном положении над забоем скважины. Хомуты выпускаются двух размеров со сменными вкладышами -- для бурильных труб диаметром 32; 33.5; 38; 42 мм; для бурильных труб диаметром 50; 55; 63,5; 68 мм.
Ключи трубные ручные используются при сборе колонкового набора и операциях с бурильными трубами при отсутствии механизмов по их свинчиванию.
Ключи шарнирные КШ--универсальные предназначены для свинчивания и развинчивания буровых коронок, корпусов кернорвателей, переходников, колонковых и обсадных труб. В качестве захватных элементов используются скобы с наплавками твердого сплава.
Ключи гладкозахватные КГ для одинарных и двойных колонковых труб. На скобах ключа вместо зажимных плашек выполнены гладкие расточки по диаметру трубы. Скобы имеют значительную ширину. Окружное усилие на трубу передается за счет силы трения. Обеспечивается сохранность поверхности и формы трубы. Ключ имеет запорное устройство против самопроизвольного раскрытия при работе.
Ключи отбойные используются для срыва резьбы (первоначальное отвинчивание) при подъеме бурильной колонны. Они рассчитаны на максимальное окружное усилие, имеют форму крюка с зевом под прорезь замка или ниппеля.
Вилки подкладные применяются для установки колонны на устье скважины при работе без труборазворота при наращивании или подъеме колонны. Размер зева вилки соответствует ширине прорези замка трубы.
Ключи цепные являются универсальными, так как каждый тип имеет широкий диапазон размеров захвата. Недостатком ключей является значительная масса самой цепи или склонность к быстрой вытяжке, если цепь недостаточной прочности.
Для данной местности и условиям бурения была выбрана буровая установка УКБ- 4. Эта установка предназначена для бурения вертикальных и наклонных геологоразведочных скважин глубиной до 300 и 500 м с конечным диаметром бурения 93 и 59 мм соответственно.
Также она используется для бурения разведочных скважин вращательным и ударно-вращательным способом.
В комплект установки входят: буровой станок СКБ-4, буровой насос НБЗ-120/40, труборазворот РТ-1200М и транспортная база-сани. Оборудование установки защищено от действия атмосферных осадков укрытием - металлическим каркасом, облицованным снаружи стальным листом, а изнутри - пластиком. Между стальным листом и пластиком проложен утеплитель.
Техническая характеристика буровой установки УКБ-4
твердосплавными коронками диаметром 93 мм
алмазными коронками диаметром 59 мм
алмазными коронками диаметром 46 мм
155; 280; 390; 435; 640; 710; 1100;
Наибольшее усилие подачи шпинделя. даН:
Наибольшая скорость подачи шпинделя без нагрузки, л/мин:
Грузоподъемность лебедки на прямом канате на 1-й скорости даН. не более
Грузоподъемность мачты, кН, не более: на крюке
Габаритные размеры установки в рабочем положении:
Техническая характеристика станка СКБ-4
Скорость намотки каната на барабан, м/с:
Крутящий момент, максимальный, даН·м
Диаметр проходного отверстия шпинделя, мм
Техническая характеристика бурового насоса НБ3-120/40
Промывочная жидкость применяется с целью отчистки скважин при геологоразведочном бурении. Промывочная жидкость применяемая при бурении, должна соответствовать следующим требованиям: очищать зону забоя скважины от разбуренных пород, закреплять или удерживать стенки скважины при бурении в неустойчивых породах, обладать смазочными свойствами, охлаждать породоразрушающий инструмент и облегчать процесс разрушения горных пород.
Выбор типа промывочной жидкости определяется геолого-техническими условиями бурения, составом и свойствами проходимых пород, способом бурения, опытом буровых работ и характеристиками бурового насоса.
В качестве промывочной жидкости для выбранного бурового насоса могут применяться глинистые растворы, растворы на нефтяной основе и техническая вода.
В данном курсовом проекте будет применятся ингибированный глинистый раствор с плотностью 1100кг/м3. Основная цель использования-обеспечить устойчивость стенок скважин при проходке глинистых горных пород.
6. Проектирование технологического режима бурения
В соответствии с выбранным способом бурения, конструкцией скважины, буровым инструментом и оборудованием для каждого типа породоразрушающего инструмента по интервалам глубин и диаметрам бурения разрабатывается технологический режим бурения, предусматривающий обоснование и выбор основных режимных параметров, сочетание которых обеспечивает высокие технико-экономические показатели проходки скважины в нормальных условиях.Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин являются: осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота вращения бурового снаряда, расход и качество очистного агента.
1.Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
Ро - рекомендуемая нагрузка на один основной резец даН,
m - число основных резцов в коронке,шт.
Vокр - окружная скорость коронки, м/с; Vокр=1-1,6 м/с;
Dн, Dвн - наружный и внутренний диаметры коронки соответственно,м.
к - удельный расход промывочной жидкости на 1 см диаметра коронки, л/мин;
Расчет нагрузки на породоразрушающий инструмент (ПРИ)
Расчет потребной мощности для бурения на предельную глубину
Мощность двигателя станка рассчитывается по формуле (4).
где - мощность двигателя, расходуемая на забое скважины, кВт; - мощность, расходуемая на забое скважины, кВт; - мощность, затрачиваемая на вращение КБТ в скважине, кВт; - мощность, расходуемая в трансмиссии и других узлах бурового станка.
Мощность, затрачиваемая на забое, при твердосплавном бурении рассчитывается по формуле (5).
где Р - осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, даН; - - коэффициент трения резцов коронки о породу забоя ( (для известняков) = 0,3), n - частота вращения бурового снаряда, об/мин; Dср - средний диаметр коронки, м.
Для расчета среднего диаметра коронки используется формула (6).
Где Dн - наружный диаметр коронки по резцам, м; Dвн - внутренний диаметр коронки по резцам, м.
Для расчета мощности на вращение КБТ в скважине (кВт) используется формула (7).
где - мощность, затрачиваемая на холостое вращение КБТ, кВт; - дополнительная мощность, затрачиваемая на вращение сжатой части КБТ,кВт.
Дополнительная мощность, затрачиваемая на вращение сжатой части КБТ рассчитывается по формуле (8).
Радиальный зазор рассчитывается по формуле (9).
где D - диаметр скважины, м; d - наружный диаметр бурильных труб, м.
Мощность, затрачиваемая на холостое вращение КБТ (кВт) рассчитывается по формуле (10).
где К1- коэффициент, учитывающий влияние промывочной жидкости, К1 = 1,2 (для глинистого раствора); К2 - коэффициент, учитывающий особенности стенок ствола скважины, при бурении в трещиноватых, разрушенных, кавернозных породах,K2 = 2 (для трещиноватых пород); К3 - коэффициент, учитывающий материал труб, для стальных труб, К3 = 1 (для стальных труб); К4 - коэффициент, учитывающий тип соединения бурильных труб, для ниппельного соединения - 1,1; К5 - коэффициент, учитывающий кривизну бурильных труб, К5 = 1;L - глубина скважины, м; q - масса одного метра бурильных труб, кг; n - частота вращения бурового снаряда, об/мин; EI - вспомогательный коэффициент, для труб;ц - угол наклона скважины к горизонту, для вертикальной скважины - 90°.
Мощность, расходуемая в трансмиссии и других узлах бурового станка, рассчитывается по формуле (11).
где Nдв - мощность электродвигателя для привода бурового станка.кВт; для станка типа СКБ-4 Nдв = 22 кВт.
Пример расчетов для выбранной установки.
Для установки СКБ-4: n=280 об/мин, P = 400 даН.
Таким образом, мощность, затрачиваемая на бурение, не превышает мощности электродвигателя для привода станка СКБ-4 (22 кВт).
Талевая система применяется для производства спускоподъемных операций, когда нагрузка на крюк Gкр от веса бурового снаряда или обсадной колонны превышает грузоподъемность лебедки бурового станка Рл.
Для выбора оснастки талевой системы рассчитывают количество подвижных ветвей каната в оснастке. Расчет проводится по формуле (12).
где - нагрузка на крюк при подъеме бурового снаряда, Н; - грузоподъемность лебедки, Н; - к.п.д. талевой системы.
Нагрузка на крюк при подъеме бурового снаряда рассчитывается по формуле (13).
где - коэффициент, учитывающий наличие влияние резко искривленных участков ствола скважины, влияние кривизны самой колонны бурильных труб, влияние состояния ствола скважины, т.е. всех тех факторов, которые вызывают дополнительные сопротивления при подъеме бурового снаряда из скважины, ; L - длины колонны бурильных труб, м; - длина сжатой части колонны, м; - масса 1 м колонны бурильных труб в сборе, кг/м; - масса 1 м труб, весом которых создается требуемая нагрузка на породоразрушающий инструмент,кг/м; - плотность промывочного агента, кг/м3; - плотность материала труб, кг/м3 (; - средний зенитный угол скважины, градус;; - начальный и конечный зенитные углы скважины; - коэффициент трения бурильных труб о породу; g = 9,81 м/с2.
Длина сжатой части колонны бурильных труб рассчитывается по формуле (14).
где P - осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, Н.
Расчет к.п.д. талевой системы проводится по формуле (15).
где n - к.п.д. одного шкива в блоках (n = 0,98).
С целью сокращения времени на спуско-подъемные операции оснастку талевой системы следует применять с определенной глубиной, которая может быть найдена по формуле (16) при m = 1. До этой глубины спуск может производиться на прямом канате.
Расчет мощности двигателя на подъем бурового снаряда проводится по формуле (17).
где - нагрузка на крюк, Н; - скорость подъема крюка, м/с; - коэффициент полезного действия передач от двигателя до крюка, - коэффициент полезного действия передач от двигателя до барабана лебедки, , - коэффициент полезного действия талевой системы; - коэффициент перегрузки двигателей, для электродвигателей .
Скорость подъема крюка рассчитывается по формуле (18).
где, - скорость навивки каната на барабан, м/с, принимается из технической характеристики бурового станка.
Для определения рационального режима подъема бурового снаряда рассчитывается длина бурового снаряда, которая может быть рассчитана по формуле (19).
где N - номинальная мощность двигателя, Вт; - нагрузка на крюке от 1 м поднимаемого бурового снаряда, Н/м, , где - нагрузка на крюк, Н; L-общая длина бурового снаряда, м.
Длина бурового снаряда, который может быть поднят на первой скорости работы лебедки, рассчитывается по формуле (20), аналогичным образом находятся длины буровых снарядов, которые могут быть подняты на второй и третьей скоростях лебедки.
Пример расчетов для выбранной оснастки талевой системы.
Длина сжатой части колонны бурильных труб рассчитывается по формуле (14) при g = 9,81 м/с2;;;;,
Расчет нагрузки на крюк по формуле (13) при , , ,;
таким образом, подъем колонны бурильных труб при значительной глубине производится с оснасткой талевой системы. Расчет количества подвижных ветвей каната в оснастке проводится по формуле (12) при
Таким образом, используется оснастка 1Ч2, то есть, спуск на прямом канате. Спуск бурового снаряда может производится на прямом канате до определенной глубины, которую можно рассчитать по формуле (16):
Скорость подъема крюка рассчитывается по формуле (18) при
Расчет мощности двигателя на подъем бурового снаряда проводится по формуле (17) при
Расчет длины бурового снаряда на различных скоростях для определения рационального режима подъема бурового снаряда проводится по формуле (19) при :
Таким образом, длины буровых снарядов, которые могут быть подняты на каждой из четырех работы лебедки и необходимое количество свечей, рассчитываются по формуле (20).
Всего в колонне бурильных труб 42 свечи, которые должны быть подняты при условии полного использовании мощности двигателя.
Определение давления нагнетания буровых насосов
Расход промывочной жидкости при бурении должен обеспечивать полнуюотчистку забоя от разрушенной породы и вынос ее на поверхность. Расход промывочной жидкости рассчитывается по формуле (21).
где k - коэффициент, учитывающий неравномерные скорости потока промывочной жидкости по скважине из-за местной повышенной разработки стенок скважины, наличия каверн и др., k =1,1-1,3; D - диаметр скважины, м, D = 0,076 м; d - наружный диаметр бурильных труб, м, d = 0,055 м; - скорость восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины, для бурения твердосплавными коронками = 0,3 - 0,6 (м/с).
В соответствии с технической характеристикой насоса НБЗ-120/40 количество промывочной жидкости берём равное 120 л/мин (0,002 ).
Давление, развиваемое насосом должно быть достаточным для преодоления гидростатических сопротивлений и гидростатических сил в циркуляционной системе скважины при прокачивании жидкости в заданном количестве. Циркуляционная система включает в себя: обвязку насоса, бурильные трубы, кольцевое пространство, колонковый снаряд, породоразрушающий инструмент. Общее потребное давление, которое должен развивать насос рассчитывается по формуле (22).
где - коэффициент, учитывающий необходимость запаса давления на преодоление дополнительных сопротивлений сальников и т.п. (k = 1,31,5); -давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в нагнетательном шланге, сальнике, ведущей трубе, бурильных трубах, МПа; - давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в соединениях бурильной колонны, МПа; - давление на преодоление сопротивлений при движении жидкости в кольцевом пространстве скважины, МПа; - давление в колонковом снаряде, коронке или долоте, МПа; - давление, равное перепаду в гидроударнике в случае применения гидроударно-вращательного способа бурения, МПа.
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в бурильных трубах, нагнетательном шланге, сальнике и в ведущей трубе рассчитывается по формуле (23).
где л1 - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления; - плотность промывочной жидкости, кг/м3, =1050 кг/м3 - для нормального глинистого раствора; - внутренний диаметр бурильных труб, м, = 0,036 м; - длина колонны бурильных труб, м; - эквивалентная длина бурильных труб, потери давления на которой приравниваются к потерям давления в ЛБТН, нагнетательном шланге, сальнике, ведущей трубе, м; - средняя по сечению канала потока скорость движения жидкости, м/с.
Средняя по сечению канала потока скорость движения жидкости рассчитывается по формуле (24).
где - расход промывочного агента (подача насоса), .
Значение коэффициента при промывке скважины водой и другими маловязкими жидкостями производится по универсальной приближенной формуле А. Д. Альтшуля (25).
где - гидравлическая или эквивалентная шероховатость, м, ; - эквивалентный диаметр канала потока, м (для внутреннего канала бурильных труб );Re - параметр Рейнольдса, рассчитываемый по формуле (26)при промывке глинистыми растворами.
где - эффективная вязкость глинистого раствора, Па, определяемая по формуле (27).
где - коэффициент структурной вязкости, Пас; - динамическое напряжение сдвига, Па.
При величина коэффициента рассчитывается по формуле Стокса (28).
При величина коэффициента рассчитывается по формуле Р. И. Шищенко (29).
Расчет эквивалентной длины бурильных труб проводится по формуле (30).
где , - длины шланга, ведущей трубы и сальника соответственно, м; ,-диаметры шланга, ведущей трубы и сальника соответственно, м.
Пример расчета давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в бурильных, утяжеленных трубах, нагнетательном шланге, сальнике и в ведущей трубе:
Средняя по сечению канала потока скорость движения жидкости рассчитывается по формуле (24)при , :
Эффективная вязкость глинистого раствора рассчитывается по формуле (27) при,
Параметр Рейнольдса, рассчитываемый по формуле (26)при промывке глинистыми растворами при
Поскольку величина коэффициента рассчитывается по формуле Стокса (28):
Расчет эквивалентной длины бурильных труб проводится по формуле (30) при = 10 м; = 0,5 м; =3 м; =0,038 м; =0.046 м; =0,046 м; =
Таким образом, давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в бурильных, утяжеленных трубах, нагнетательном шланге, сальнике и в ведущей трубе по формуле (23) принимает следующие значения:
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении промывочной жидкости в соединениях бурильной колонны рассчитывается по формуле (31).
где n - количество соединений в колоне бурильных труб, шт, рассчитываемый по формуле (32); - безразмерный коэффициент местного сопротивления, рассчитываемый по формуле Б. С. Филатова (33).
где - длина скважины, м; - длина одной трубы;
где - наименьший диаметр проходного отверстия в бурильной колонне, м, =0,028 м;а - опытный коэффициент, зависящий от вида соединения бурильной колоны, при муфто-замковом соединении, а = 2.
Пример расчета давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении промывочной жидкости в соединениях бурильной колонны:
Расчет количества соединений в колоне бурильных труб находим из формулы (32) при :
Безразмерный коэффициент местного сопротивления рассчитывается по формуле (33) при а = 2=0,019 м=0,046 м:
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении промывочной жидкости в соединениях бурильной колонны находится по формуле (31):
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в кольцевом пространстве скважины рассчитывается по формуле (34).
где - скорость восходящего потока промывочной жидкости, м/c, для твердосплавного бурения ; - средняя плотность жидкости, обогащенной шламом, кг/м3, ; l - длина скважины, м; - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве скважины;Dэ - эквивалентный диаметр канала потока, м.
При промывке скважины глинистым раствором безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве скважины рассчитывается по формуле М. Е. Соловьева при (35).
где - параметр Рейнольдса, рассчитываемый по формуле (36).
где - кинематическая вязкость промывочного раствора, м2/c.
Пример расчета давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в кольцевом пространстве скважины:
Скорость восходящего потока промывочной жидкости принимается из табличных значений для твердосплавного бурения: = 0,3 - 0,6 (м/с).
По формуле (36) находятся параметр Рейнольдса при
Безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве скважины рассчитывается по формуле (35):
Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в кольцево
Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая работа по теме Особенности влияния СМИ на культуру речи современной молодежи
Контрольная работа: Основы социально–гуманитарных наук
Дипломная работа: Следственные действия, ограничивающие конституционные права и свободы граждан
Курсовая работа: Особливості методики розслідування грабежів і розбоїв
Контрольные Работы По Физике Гдз 9 Класс
Реферат: Маркетинг в антикризисном управлении 3
Реферат: П.И. Чайковский "Тебе поем". Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа Первая Помощь
Реферат Интересные Факты О Математике
Реферат На Тему Православие Кратко
Дипломная работа по теме Правовое регулирование охраны и использования памятников истории и культуры
Адал Еңбек Мұратына Жеткізеді Эссе
Реферат: Защита ценных ресурсов от угроз
Курсовая работа по теме Поиск оптимального пути в графе
Сочинение По Статье Гончарова Мильон Терзаний
Дипломная работа по теме Юридические функции права
Курсовая Работа Общественное Производство
Дипломная работа по теме Мотивация как личностно-регулятивный механизм познавательных способностей детей младшего школьного возраста
Шпаргалка: Административное право (шпаргалка)
Курсовая работа по теме Система профилактических медицинских осмотров, скрининговые медицинские осмотры, роль отделений профилактики в проведении медицинских осмотров
Бухгалтерский учет на ФГУ ПУОХ "Пригородное" - Бухгалтерский учет и аудит отчет по практике
Учет и анализ финансово-хозяйственной деятельности предприятия - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Польша: история, география, экономика - География и экономическая география презентация