Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Механическая скорость бурения в значительной степени за­висит от нагрузки на забой. Уменьшение осевой нагрузки при­водит к снижению скорости, чрезмерное увеличение — к полом­ке бурильных труб, долота, искривлению ствола скважины и т. д. Нагрузку на забой определяют как разницу между весом бурильной колонны, когда инструмент чуть приподнят над за­боем, и весом ее во время бурения. Вес инструмента, висящего на крюке талевой системы, определяется как произведение уси­лия в неподвижном конце каната на число его струн, несущих талевый блок. При этом учитывается начальное усилие в не­подвижном конце от веса талевого блока, крюка и вертлюга.

Нагрузка, действующая на вышку, вычисляется как произве­дение усилия в неподвижном конце талевого каната на общее число несущих струн плюс две струны (неподвижный и ходовой концы каната), т. е. учитываются дополнительные усилия на вышку, передаваемые через кронблок ходовым и неподвижным концами талевого каната.

Для измерения веса бурильной колонны, подвешенной на крюке талевой системы, и косвенного определения осевой на­грузки на долото служит прибор, называемый индикатором веса. Перед началом бурения бурильную колонну, находящуюся над забоем, вращая вхолостую, медленно подают на забой, затем включают буровые насосы и замечают первое показание инди­катора веса; второе его показание отсчитывают в начале буре­ния. Величина нагрузки на забой будет равняться разности показаний индикатора веса до и после начала бурения, умно­женной на число струн талевого блока.

В индикаторе веса использован принцип измерения горизон­тальной составляющей натяжения неподвижного конца каната. Для уменьшения габаритов и веса индикатора он рассчитыва­ется на усилие не от всего веса бурильной колонны, а лишь на усилие в неподвижном конце талевого каната; изменение этого усилия пропорционально нагрузке на крюке. Под действием веса бурильной колонны, приложенного к крюку талевой систе­мы, неподвижный конец талевого каната испытывает растяги­вающее усилие Р. Канат, проходя через несущие крайние ро­лики, посередине опирается на средний ролик и преломляется на некоторый угол а, вызывая усилие R, которое определяется — следующей зависимостью (А. В. Синельников «Автоматизация и средства контроля бурения скважин»):

R = 2P sin а;

R=pF,

где р — давление жидкости в мессдозе, МПа; F — площадь поверхности мембраны мессдозы, см2.

P=RI2 sin а.

Подставляя значение R, получаем

P=pF/2 sin ос.

Нагрузка на крюке (в кН) ~

QKP = 2mP/r

(m — число роликов талевого блока; rj — к. п. д. талевой сис­темы).

Подставляя в последнее уравнение значение Р, получаем нагрузку на крюке

QKP = mpFls’mav.

Так как угол а незначителен, можно принять

sin a~tga,

тогда

Значения F, т, ц — постоянные величины, т. е. при опреде­ленной конструкции меосдозы и талевой системы, имеющей дан­ный к. п. д., можно записать

mF/tga-n = const,

тогда

Qkp = cP,

т. е. нагрузка на крюке и показания манометра, соединенного с мессдозой, имеют такую зависимость, при которой бурильщик может судить о нагрузке на крюке по отсчетам значения р на маномете.

Комментарии запрещены.