Примеры расчетов
Пример 1- Рассчитать возможную глубину бурения с максимальной частотой вращения бурового снаряда при работе станка ЗИФ-1200МР. Исходные данные: бурение осуществляется алмазной коронкой диаметром 59 мм с нагрузкой 700 даН с применением бурильных труб СБТН-54 с промывкой водой и использованием смазки типа КАВС.
Решенце. Для расчета воспользуемся формулой (1Х.18). Определим входящие в нее величины:
0,059 + 0,042 Яср=—— :—- ———————- 0,0505 м,
.0=0,061 м с учетом разработки скважины,
0,061 — 0,054
6=—————- ———- =0,0035 м, ?=6,48 кг/м по данным табл. 13, 5С=8,2’10“3.
Тогда, подставив данные в формулу (1Х.18), получим
*55— [700-600 (2-10-*-5,05-10-»+2,45.10-4-3,5-10-») + 8,2-10-»-600]
1 1 (2-10-«.6,48-3,5-10“«-600* + 0,8-10“*-6,48.0,054**600) “
= 1790 м.
Таким образом, максимальную частоту вращения бурового снаряда при использовании станка ЗИФ-1200МР можно задавать при данных условиях бурения до глубины не более 1790 м.
Пример 2. Рассчитать возможную глубину бурения скважины диаметром 112 мм при работе станка СКБ-4.
Исходные данные: бурение осуществляется твердосплавной коронкой с нагрузкой 1400 даН с частотой вращения 280 об/мин с промывкой скважины водой. Бурильные трубы 50МЗ.
Решение. Воспользуемся формулой (1Х.19). Определим входящие в нее величины: £ср= (0,112+0,094)/2=0,103м; |и=0,4; 0-0,114 м; 6 = (0,114—0,050)/2* =0,032 м; Вс=5,5-10“3; /ес = 1,5. По данным табл. 12 и формуле (1У.2) рассчитаем ц> задавшись длиной снаряда 250 м и длиной свечи 9 м,
г6,04*4,5 + 0,96
> — — — .250 + 1,7*28 + 6.8*28
а = *————— ————————————————- = 7.2 кг/м.
4 250
Подставив полученные данные в формулу (1Х.19), получим
22— [5,3-Ю"4* 1400-280-0,103 (0,137 + 0,4) + 2,45* 10 ^"3,2* 10 2 X _
1 " 1,5(2-10-«-7,2.3,2-10-*-280»+ =
X 1400-280 + 5,5-10—»-280]
——————- ———————- = 266 М.
+ 0,8*10’~а-7,2-0,052*280)
Таким образом, в случае необходимости применения твердосплавного бурения скважин диаметром 112 мм возможная глубина бурения при работе станка СКБ-4 составит примерно 260 м.
Пример 3. Бурение скважины производится на глубину 800 м станком СКБ-5. Бурильные трубы СБТН-54, длина свечи 14 м. Промывочная жидкость — вода. Скважина вертикальная. Рассчитать оснастку’ талевой системы с определением глубины перехода с одной оснастки на другую, а также рассчитать для конечной глубины бурения количество свечей, поднимаемых на разных скоростях лебедки. . „ * ,Л ■_ 1 Л
Исходные данные: Рл=35 000 Н; <7=6,48 кг/м из табл. 13; кпр—1,2.
Решение. По формуле (IV.?) рассчитаем нагрузку на крюк при подъеме колонны бурильных труб из скважины
/ 1000
</кр= 1,2-9,81-800.6,48 м — — ) = 53 275,7 Н;
Следовательно, подъем колонны бурильных труб при значительной глубине скважины должен производиться с оснасткой талевой системы. Рассчитаем глубину, до которой подъем колонны можно осуществлять на прямом канате. По формуле (1Х.25) получим
_______ 35 000-0,96
0X1 ~ 1,2-9,81 -6,48-0,87,3 ” 04 "*
Определим необходимую оснастку талевой системы, которую следует использовать с глубины 500 м. Находим по формуле (1Х.24) количество подвижных ветвей в оснастке
53 275,7
т =———————— = 1,64 ~ 2,
35 000-0,93
т. е. должна быть применена оснастка талевой системы 1X2.
С целью ускорения СПО рассчитаем рациональный режим подъема бурового снаряда из скважины для конечной глубины бурения. Для этого рассчитаем па формуле (1Х.27) длину бурового снаряда, который может быть поднят на разных скоростях работы лебедки. Предварительно определим которое составит 66,59 Н/м. На первой скорости работы лебедки
0,81 л _ г 30 000-0,9-0,93
TOC o "1-5" h z ьк = Т“ = 0,405 м/с; 1г = ■ ^ ^ _— = 931 м;
к‘ 2 1 66,59-0,405
на второй скорости лебедки
1 »73 Л _ . , 30000-0,9*0,93 _
= —- = 0,865 м/с; Ь2 = — = 435 м;
к* 2 ’ 2 66,59-0,865
на третьей скорости работы лебедки
ь 2,71 , г 30 000-0,9-0,93
” Т “ 1;•** “Л! " 66,59.1,355 ~2ПК
и на четвертой скорости работы лебедки
3,61 , ПЛ„ , г 30 000-0,9-0,93 _
»к.- — — > .805 н/с; I, — — -7| — — — _ 209
|
Тогда количество свечей, поднимаемых на разных скоростях работы лебедки, составит: ^
^ = 800 —435 = 365 м;
/3 = 435 — 278 = 157 м;
/, = 278 — 209 = 69 м;
14 ~ 209 м;
Всего в колонке бурильных труб 57 свечей, которые должны быть подняты из скважины при условии полного использования мощности двигателя станка так* как это получено в расчете.