Примечание:

1 Возможно использование других типов долот отечественного или импортного производства по коду IADC 437, 447Х, 545Х.

2 КНБК уточняется технологической службой бурового предприятия в процессе бурения по результатам инклинометрии.

2.6.2 Выбор расхода промывочной жидкости

– выбор расхода промывочной жидкости осуществляется исходя из условия удовлетворительной очистки забоя:

(2.13)

где q = 0,65 м/с – удельный расход;

Fз – площадь забоя;

(2.14)

где Dд – диаметр долота.

Dд = 215,9 мм;

м2;

м3/с.

– выбор расхода, исходя из условий выноса наиболее крупных частиц шлама:

(2.15)

где Uoc – скорость оседания крупных частиц шлама;

Fкп – площадь кольцевого пространства, м2;

(2.16)

где dш – средней диаметр крупных частиц шлама;

rп – плотность породы, кг/м3;

r - плотность промывочной жидкости, кг/м3.

dш =0,0035+0,0037×Dд; (2.17)

(2.18)

где Dтр – диаметр турбобура, м.

dш =0,0035+0,0037*0,2159 = 0,0043 м;

0,36 м/с;

м2;

м3/с.

– выбор расхода из условия нормальной работы турбобура:

где Муд – удельный момент на долоте;

G – вес турбобура;

Мс – момент турбобура при расходе Qc жидкости rс ;

r - плотность жидкости, при которой будет использоваться турбобур.

к – коэффициент учитывающий потери момента в осевой опоре турбобура равный 0,3.

Параметры забойного двигателя 3ТСШ1-195:

Мg = 1200 Нм; Qc = 0,03 м3/с; rс = 1000 кг/м3; r = 1100 кг/м3, Мс=1500 Н/м.

м3/с.

Из трех расходов Q1, Q2, Q3 выбираем максимальный расход: 0,03 м3/с и далее в расчетах будем принимать этот расход.

2.6.3 Расчёт потерь давления в циркуляционной системе

Потери давления в циркуляционной системе буровой установки определяются как сумма всех потерь давления в элементах циркуляционной системы состоящей из:

1) наземной обвязки, включающей стояк, буровой шланг, вертлюг, ведущую трубу;

2) легкосплавных бурильных труб;

3) соединительных элементах (замках) ЛБТ;

4) стальных бурильных труб;

5) замков СБТ;

6) утяжеленных бурильных труб;

7) турбобура;

8) бурового долота (насадки);

9) кольцевого пространства против вышеперечисленных элементов со 2) по 7).

Применительно к ЗД и долоту принято говорить не потери, а перепады давления, ибо последние создаются преднамеренно.

2.6.3.1 Расчет потерь давления в наземной обвязке

DР = а×Q2×rж; (2.19)

Потери давления в стояке

a = 3,35×105 Па×с2/м3×кг; DР = 3,35×105×0,032×1100 = 0,33 МПа

Потери давления в шланге

a = 1,2×105 Па×с2/м3×кг; DР = 1,2×105×0,032×1100 = 0,12 МПа

Потери давления в вертлюге

a = 0,9×105 Па×с2/м3×кг; DР = 0,9×105×0,032×1100 = 0,09 МПа

Потери давления в ведущей трубе

a = 1,8×105 Па×с2/м3×кг; DР = 1,8×105×0,032×1100 = 0,18 МПа

Потери давления в манифольде

a = 13,2×105 Па×с2/м3×кг; DР = 13,2×105×0,032×1100 = 1,31 МПа

SDРобв=0,33+0,12+0,09+0,18+1,31=2,03 МПа

2.6.3.2 Расчет потерь давления в ЛБТ

Внутренний диаметр Дв = Дн -2d = 0,147-2×0,009 = 0,129 м

Площадь проходного сечения S = p×Дв2 /4= 3,14×(0,129)2 /4= 0,013 м2

Скорость течения жидкости V = Q/S = 0,03/0,013 = 2,3 м/с

Обобщенный критерий Рейнольса определяются по формуле

где t0- динамическое напряжение сдвига

t0=8,5×10-3r -7=8,5×10-3×10-3×1100 –7=2,35 Па

h- структурная вязкость

h= 0,033×10-3r-0,022= 0,033×10-3×1100-0,022= 0,0143 Па×с

Т.к. Re* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений l определяется по формуле

Потери давления в ЛБТ

2.6.3.3 Потери давления в замках ЛБТ

Потери давления определяются по формуле (2.19)

где Lтр - длина труб;

ℓт - длина одной трубы

dн - внутренний диаметр замка

Тогда

DР = 0,29×105×0,032×1100=0,028 МПа.

2.6.3.4 Расчет потерь давления в СБТ

Потери давления определяются по формуле (2.20)

Внутренний диаметр Дв = Дн - 2d = 0,127-2×0,009=0,109 м

Площадь проходного сечения S = p×Дв2 /4= 3,14×0,1092 /4= 0,0093 м2

Скорость течения жидкости V = Q/S =0,03/0,0093 = 3,3 м/с

Обобщенный критерий Рейнольдса определяется по формуле (2.21)

Т.к. Re < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений l определяется по формуле (2.22)

Потери давления в СБТ

2.6.3.5 Расчёт потерь давления в замках СБТ

Расчёт проводится по формулам (2.19), (2.23) и (2.24).

DР = 0,048×105×0,032×1100=0,0047 МПа.

2.6.3.6 Расчёт потерь давления в УБТ

Расчёт проводится по формулам (2.20) - (2.22).

S = p×Дв2 /4= 3,14×0,082 /4= 0,005 м2;

V = Q/S =0,03/0,005 = 6,0 м/с;

Т.к. Re* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений

потери давления в УБТ

2.6.3.7 Расчёт перепада давления в турбобуре 3ТСШ1-195

Для турбобура 3ТСШ1-195 имеем rс =1000 кг/м3, Qс = 30 л/с, DРс = 3,9 МПа.