Контрольная работа: Проверочный расчет КБТ при бурении с дополнительной нагрузкой

(1+1,3·10^-2f ) n^1,85 ·L^0,75 +2·10^-8 f·n·C],

где k₁ – коэффициент, учитывающий антивибрационные свойства бурового раствора (при использовании: глинистого раствора–1,2); k₂ – коэффициент, учитывающий состояние стенок скважины (в устойчивом геологическом разрезе k₂ =1,0); k₃ – коэффициент, учитывающий влияние материала БТ на трение их о стенки скважины (для стальных труб k₃ =1,0); k₄ –коэффициент, учитывающий искривление траектории скважины, определяется по формуле разработанной в МГРИ (k₄ = 1+60J_o , где J_o –интенсивность искривления скважины, k₄ =1+60·0,02=2,2˚/м); k₅ –коэффициент, учитывающий влияние соединений колонны бурильных труб (для ниппельных соединений k₅ =1,0); r”–кривизна труб в свече, учитывающая собственную кривизну и несоосность соединений, мм/м (в практике применяют: для труб ниппельного соединения изготовленных в заводских условиях r”=1,2 мм/м); f–зазор между стенками скважины (D_с ) и соединениями БТ(D'), мм [f=(D_с D')/2=(102,3-56)/2=23,15мм]; M=q'/(1000EI)^0,16 =7,47/(1000·2·10¹¹ ·4,17·10^-6 )^0,16 = 0,28 –коэффициент, зависящий от диаметра скважины, массы одного погонного метра и жесткости КБТ; q'=7,47 – линейная плотность бурильных труб с учётом высадок и резьбовых соединений, кг/м³ ; D_с – диаметр скважины, D_с =102,3 мм; C – осевая нагрузка на забой, С=25000Н; L– глубина скважины, L=50м; n – частота вращения КБТ, n=300 об/мин.

N_б.т = 1,2·1·1·[1,6·10^-8 ·2,2·1·(0,2+1,2)·(0,9+0,02·23,15)·(1+0,44·0,98)·0,28 ·102,3·(1+1,3·10^-2 ·23,15) 300^1,85 ·65^0,75 +2·10^-8 ·23,15·300·25000] = 7,25333 кВт = = 7,25·10³ Вт;

При бурении сплошным забоем (шарошечное долото) мощность, на разрушение горной породы, равна

N_заб =1,02·10^-7 m·C·D·n

N_заб =1,02·10^-7 0,17·25000·93·300 =12,09465кВт = 12,09·10³ Вт;

где N_заб – мощность, расходуемая на разрушение забоя скважины долотом,

кВт; – коэффициент трения шарошечного долота о горную породу (для долот диаметром ≥76 мм – 0,17).

N_б = 7,25 + 12,09 = 19,34798 кВт = 19,35·10³ Вт;

M_кр = 19,35·10³ /31,4= 616,18 Н·м;

Полярный момент сопротивления площади поперечного сечения гладкой части БТ кручению, W_р , м³ определяется по формуле

W_Р =2 W_о

W_Р =2· 8,34·10^-6 = 1,67·10^{-5 м3} ;

 = 616,18/1,67·10^-5 = 36952817,56 Па = 36,95 МПа;

Затем рассчитывается суммарное напряжение, действующее на КБТ устье скважины при дополнительной нагрузке

_  [_Т ]

_ =125668499,99Па =125,66 МПа 490МПа ;

и определяется коэффициент запаса прочности

n =

n =490/(125,66·1,5)=2,59>1,6

[_Т ]=490·10⁶ Па – предел текучести материала БТ. Сталь марки 36Х2С. [1]

Из расчетов видно, что коэффициент запаса прочности больше допустимого, и тип выбранных труб удовлетворяет условиям задания.

Участок 2 – 2 (забой скважины)

На участке 2 – 2 (забой скважины) КБТ испытывает напряжения сжатия и изгиба (максимальное значение), кручения (минимальное значение).

Напряжение сжатия определяется по формуле

_сж =,

где C – осевая нагрузка на забой, Н; F – площадь сечения гладкой части БТ, м² , которая определяется по таблице.

_сж =25000/7,14·10^-4 = 35035350,67 Па =35,03 МПа;

Напряжение изгиба, возникающее в трубах при работе КБТ в скважине, определяется по формулам