Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При разведочном колонковом бурении привод буровых установок осуществляется с помощью электродвига­теля или двигателя внутреннего сгорания, в основном дизе­лем.

При дизельном приводе буровой станок и насос получают энергию для своего привода от одного общего двигателя, а при электроприводе используются индивидуальные электро­двигатели для станка и насоса.

Мощность двигателя в основном расходуется на выполне­ние двух операций: непосредственно на бурение скважины, связанное с ее углублением, и на выполнение спускоподъем­ных операций.

Определение мощности двигателя на бурение. Мощность двигателя в процессе бурения расходуется на выполнение следующих работ: на холостое вращение механизмов бурово­го станка — Д^ст, на разрушение горной породы на забое — N3 и на вращение колонны бурильных труб — Отсюда

= N3 + К + Л/ст. (18.1)

При использовании дизельного привода к уравнению (18.1) следует добавить мощность, расходуемую на привод насоса.

Мощность, затрачиваемая на забое. Затраты мощности на забое связаны с разрушением горной породы и зависят от ти­па породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения.

При бурении твердосплавными коронками затраты мощно­сти (кВт) на забое определяются по формуле.

Ы3 = 5,3 • 10_4Рпк£>срк(0,137 + ц), (18.2)

где Р — осевая нагрузка, даН; лк — частота вращения коронки, об/мин; Рср к — средний диаметр коронки, м.

п _ % + ^2к .

срк 2

Ак и ^2к — наружный и внутренний диаметры коронки, м; ц — коэффициент трения резцов коронки о породу забоя.

Коэффициент трения резцов о породу (X зависит от многих факторов и является величиной приближенной. Его значения зависят от параметров режима бурения, состава очистного агента и проходимых пород и ряда других факторов.

Ориентировочные значения ц для разных типов пород приведены ниже.

Глина…………………………. 0,12-0,20

Глинистый сланец……….. 0,15-0,25

Мергель…………………….. 0,18-0,27

Известняк…………………… 0,30-0,40

Доломит…………………….. 0,25-0,40

Песчаник……………………. 0,30-0,50

Гранит………………………. 0,30-0,40

При бурении алмазными коронками ЛГ3 = 2- 10_4Рлк • £>ср. (18.3)

При бескерновом бурении N3 = (3+4)10-4Рпк^ср. к. (18.4)

Мощность на вращение колонны бурильных труб в скважи­не складывается из двух составляющих: ЛГха — мощность на холостое вращение колонны бурильных труб в скважине и ^доп — дополнительные затраты мощности, затрачиваемые на вращение сжатой части бурильной колонны, которой создает­ся осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент.

Таким образом: ЛГХ = ЛГХ. В + ИАОП.

Значение А/доп (кВт) можно определить по формуле

ЛГД0П = 2,45 • 10~4Р • пк5, (18.5)

где 5 — радиальный зазор, м,

5 =

СКВ н. т

£)СКв — диаметр скважины, м; йИТ, — наружный диаметр буриль­ных труб, м.

Затраты мощности на холостое вращение бурильных труб зависят от многих факторов, часть из которых носит случай­ный характер. К этим факторам относятся: конструктивные особенности, материал и техническое состояние бурильных труб, состояние пород, искривление скважины, наличие в скважине специальных эмульсионных растворов и смазок, па­раметры бурения и т. д.

Для расчетов Ыхв (кВт) при колонковом бурении вертикаль­ных и слабонаклонных скважин (до 75 °) рекомендуется фор­мула Л. Г. Буркина (ВИТР), имеющая два варианта:

для высоких частот вращения колонны бурильных труб (при лк > п0)

Ых. в. = Кс(2-Ю^ qj. nl + 0,810-3дтс*н2тлк)1скв, (18.6)

где I — длина ствола скважины, м; дт — масса 1 м бурильных труб, кг;

для низких частот вращения колонны бурильных труб (при лк < п0)

Ых. в = 1,44 • 10-3^сдтсгн2тлк1скв, (18.7)

где п0 = (0,32-103) с?2 т /5 — граница раздела зон частот враще­

ния колонны бурильных труб; Кс — коэффициент, учитываю­щий влияние смазки и промывочной жидкости, Кс = 0,8 при использовании смазки типа КАВС в сочетании с промывоч­ной жидкостью, обладающей смазочными свойствами, Кс = = 1,0 при полном покрытии бурильных труб смазкой типа КАВС в сочетании с промывкой технической водой, Кс = 1,5 при отсутствии смазки.

Мощность, потребляемая в трансмиссии и других узлах бу­рового станка, может быть рассчитана по формуле

Л/ст = Встпк, (18.8)

где Вст — опытный коэффициент, характеризующий перемен­ные потери в станке, кВт мин/об.

Опытные значения Вст приведены ниже.

Тип станка……………. ЗИФ-1200МР ЗИФ-650М СКБ-4 СКБ-5 СКБ-7

Коэффициент Вст,

10 кВтмин/об……….. 8,2 8,8 5,5 5,0 6,8

Мощность двигателя (кВт) для привода насоса рассчитыва­ется по формуле

N. = -5а£., (18.9)

ЛвЯп

где Он — подача насоса, м3/с; р — давление нагнетания, МПа; г|н — коэффициент полезного действия насоса, г|н = 0,75 —

0, 85; г|п — коэффициент полезного действия передач от двига­теля до насоса.

При практических расчетах принимают Т1НТ1П = 0,70+0,80.

Один комментарий на “РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ПРИ КОЛОНКОВОМ РАЗВЕДОЧНОМ БУРЕНИИ”