Расчет частоты вращения
Скважины можно бурить при двух режимах:
1. большой скорости вращения ротора и малой осевой нагрузки на долото;
2. небольшой скорости вращения ротора и повышенной осевой нагрузкой.
Скорость вращения ротора и осевая нагрузка на долото прямо пропорциональны механической скорости проходки, однако это положение справедливо только для пород средней твердости. При бурении в твердых породах осевую нагрузку на долото нужно увеличивать, а скорость вращения ротора снижать.
Скорость вращения ротора снижается при увеличении диаметра долота, уменьшении диаметра бурильных труб, увеличении абразивности проходимых пород, при переходе из пласта меньшей твердости в пласт большей твердости, а также при бурении чередующихся пластов небольшой мощности. В связи с тем, что большая скорость вращения ротора вызывает значительные инерционные напряжения, для каждого диаметра бурильного инструмента на основании расчета устанавливается допустимая скорость вращения ротора, которая определяется по формуле[4]:
Где D – диаметр бурильных труб, мм;
N – допустимая скорость вращения ротора;
L – длина вращающихся бурильных труб, м;
Е = 2,1·10 кг/смІ – модуль упругости;
G = 9,8 м/секІ – ускорение силы тяжести;
q – вес 1 м бурильных труб, кг.
Находим скорость вращения ротора при бурении под каждую колонну (диаметр бурильных труб – 127мм, вес 1м бурильных труб – 31.9кг, длина L1 = 1020м L2 = 2450м L3 = 3025м):
Кондуктор Ш 324мм n1 = 80об/мин II – скорость вращения
Пром. колонна Ш 245мм n2 = 100об/мин III – скорость вращения
Экс. колонна Ш 140мм n3 = 90об/мин III – скорость вращения