МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ НА ХОЛОСТОЕ ВРАЩЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
Из всех составляющих мощности на бурение наиболее сложно определить составляющую на холостое вращение бурильных труб. Существует множество исследований и формул для оценки этой составляющей. Остановимся на двух методиках.
Мощность (Вт) на холостое, вращение бурильных труб может определяться по следующей базовой формуле:
N^~KKn+5 • 1(Г3Л:си2 + 8 • 1(Г6Л> (8.23)
|
Г Номер |
Факторы и их составляющие |
Коэффициенты |
||
|
1 тора |
Квк |
Кс* |
Aiu |
|
|
[ 1 |
Длина колонны бурильных труб (глубина скважины): |
|||
|
*3 . |
<1000 м |
ци |
L/L, |
L/L, |
|
>1000 м |
(С/Сб)0-75 |
L/L, |
L/L, |
|
|
2 |
Диаметр скважины |
1.5Д/П, |
1 |
1 |
|
( 3 Г* ^ |
Наружный диаметр бурильных труб |
(d/d,)2 |
(d/d,)’ |
(d/d, Y |
|
f 5 |
Зазор между трубами и стенками скважины 5, мм Вид промывочной жидкости: |
1 |
1+0,18-0.00256 2 |
0,1256(1 — -0,026) |
|
вода |
1 |
1 |
1 |
|
|
глинистый раствор р>1100 кг/м3 ■ |
1,2 |
1,05 |
1 |
|
|
эмульсионный раствор |
1 |
0.4 |
0,2 |
|
|
6 |
промывка отсутствует Смазка на бурильных трубах: |
1,5 |
0,5 |
1 |
|
отсутствует |
Г |
1 |
1 |
|
|
наносится |
0,6 |
0,7 |
0,2 |
|
|
— 7 |
Угол наклона скважины 0 |
1 + 3sin0 |
1 |
1 |
|
,8 |
Материал бурильных труб: |
1 |
1 |
1 |
|
сталь |
||||
|
9 |
легкий сплав Тип соединения бурильных труб: |
0,8 |
0,5 |
0,3 |
|
муфтово-замковое |
I |
I |
1 |
|
|
ниппельное |
0,8 |
1 |
1 |
|
|
10 |
ксск. сск Состояние колонны и скважины, режим работы колонны: |
0,3 |
1 |
1 |
|
колонна прямолинейная, скважина бурится в монолитных породах |
1 |
1 |
I |
|
|
колонна непрямолинейная, скважина искривлена |
1,5 |
1 |
1 |
|
|
скважина имеет каверны |
1 |
1 |
5 |
|
|
наличие вибрации колонны |
1 |
1 |
10 |
|
Примечание. При значениях 8>45 мм коэффициенты лг равными 1. |
|
и К04 принимают |
где п — частота вращения инструмента, об/мин; Кв, Кс, К0—постоянные, не зависящие от и, коэффициенты, каждый из которых представляет произведение нескольких частных коэффициентов,
Ахв = Дг2 (6,2 • 10-7 ”2 + 5,2 ■ 10“ 5и) А0 68, где к2— коэффициент, учитывающий искривление скважины, к2= 1 +0,35 АО1 43,
|
(8.25) (8.26) |
|
(8.25) |
|
(8.24) |
|
А ГУ» Ап-, … АВ10. |
При Кв = Кс=Кп= 1 формула (8.23) описывает следующий базовый Я случай: глубина скважины Ьъ = 100 м, диаметр стальных бурильных Я труб d6 = 0,05 м, соединение труб—муфтово-замковое, диаметр сква — Л жины D6 = 0,093 м, зазор между бурильными трубами и стенками л скважины 56 — 0,0215 м, промывочная жидкость — вода, скважина вер — И тикальная, пробурена в монолитных породах. i
В табл. 8.3 приведены значения всех частных коэффициентов для I различных условий. Установлению значений каждого коэффициента | предшествовала длительная и кропотливая работа по оценке влияния того t или иного параметра на каждую из трех выделенных составляющих I мощности. Различные параметры по-разному влияют на составляющие I мощности. Например, угол наклона скважины влияет только на первую Г составляющую, а наличие каверн—только на третью, диаметр бурильных ] труб—на все составляющие (правда, по-разному), а зазор между стенками ] и трубами—только на две последние. Влияние длины растянутой и сжатой 1 частей колонны бурильных труб данной методикой не учитывается, j Близкие к опытным данным результаты дает методика, раз — J работанная на кафедре разведочного бурения МГРИ Б. И. Bov движенским, А. Н. Кирсановым и В. П. Зиненко. Применительно к бу — 1 рильной колонне диаметром 50 мм и скважине диаметром 91 мм ( формула для определения Л/’хв (кВт) имеет вид
и — частота вращения снаряда, об/мин; L—глубина скважины, м; А0—средняя интенсивность искривления скважины, градус/100 м.
При вертикальной скважине диаметром 91 мм, глубиной 200 м и при частоте вращения снаряда 500 об/мин расчет по первой методике дает<‘значение мощности 5,5 кВт, по второй 6,63 кВт, т. е. результаты сравнительно близки.
Развернутая, но сравнительно трудоемкая методика расчета затрат мощности на холостое вращение колонны труб приведена также в работе [11].