Контрольная работа: Проверочный расчет КБТ при бурении с частичной нагрузкой

Q_к.н – масса колонкового набора (забойной компоновки), кг;

Q_к.н = 25,5, кг;

Dк и dк – наружный и внутренний диаметр коронки, мм.

2. Расчетная часть

Определение положения «нулевого» сечения КБТ

«Нулевым сечением (сечение 0-0) называется расстояние от забоя скважины до точки на КБТ, где нормальные (осевые) напряжения равны нулю (σ_р =σ_сж =0), и определяется длиной сжатой части КБТ

Z_О-О =,

где С – осевая нагрузка на ПРИ, С=6000Н;

₂ –коэффициент, учитывающий плотность БР и материала БТ

₂ =_м ,

где –плотность бурового раствора (БР), кг/м³ , 1100кг/м³ ;

_м плотность материала бурильных труб, кг/м³ , _м 7800кг/м³ ;

₂ =1-1100/7800=0,86;

₃ – коэффициент, учитывающий искривление скважины в вертикальной плоскости; ср – средний зенитный угол в расчетном интервале,˚ н=90˚-η, где η –угол наклона скважины, н – начальный зенитный угол, η = 90˚; н=90˚-90˚=0˚; к=н+I·L, где I – интенсивность искривления скважины,˚/м I=0,003˚/м; L– глубина скважины, к- конечный зенитный угол, L=1400м; к=0˚+(0,003·1400) = 4,2˚; ср=(н+к)/2= (0˚+4,2˚)/2= 2,1˚;

_ cosср= cos2,1˚=0,99;

q'- линейная плотность бурильных труб с учётом высадок и резьбовых соединений, q'=4,52 кг/м³ ; g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/с²;

Z_О-О =6000/(0,86·0,99·4,52·9,8)=159,27м;

«Нулевое» сечение находится ниже устья скважины и Z_{O – O} < L, и бурение производится с частичной разгрузкой.

При бурении с частичной нагрузкой:

- для сечения 1 – 1 (устье скважины) Z₁ = L-Z_о-о , м;

- для сечения 2 – 2 (забой скважины) Z2 = Z_о-о , м;

- для «нулевого» сечения (О – О) Z₁ = 0, м.

Бурение с частичной разгрузкой КБТ.

Участок 1-1 (устье скважины)

На этом участке на КБТ действуют напряжения растяжения (зависящее от массы растянутой части колонны БТ), изгиба и кручения. В зависимости от глубины скважины и частоты вращения бурильного вала напряжения растяжения и кручения могут быть значительными.

Напряжение растяжения зависит от массы растянутой части КБТ и площади поперечного сечения бурильных труб в гладкой части

, Па

где σ_р – напряжение растяжения, Па; G – масса КБТ, кг; F– площадь сечения гладкой части БТ, м² ; С– данная по заданию осевая нагрузка на ПРИ, 6000Н; g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/с²; G – масса КБТ,

G = α₂ ·α₃ ·q'·L + Q_к.н ,