Технический проект на бурение эксплуатационной скважины глубиной 2600 м на Мыхпайском месторождении

где - наружный диаметр соединительной муфты (по ГОСТ 632-80, для , ), разность диаметров (для , );

Далее по расчетному диаметру проектом выбирается ближайший нормализованный диаметр из типоразмеров ГОСТ 20692-80.

Проектом принимается  долото диаметром  190,5 мм.

Далее внутренний диаметр  под кондуктор  определяется по формуле:

, (2.2)

где - радиальный зазор, необходимый для свободного прохода внутри данной колонны долота для бурения под следующую колонну, , проектом принимаем значение .

.   

Проектом предусматривается  диаметр кондуктора равным 219 мм с  внутренним диаметром 210,5 мм.

Диаметр долота для  бурения  под кондуктор равен:

.

Диаметр долота для бурения  под кондуктор составляет: D_д.к.=269,9мм.

Далее внутренний диаметр  направления  определяется по формуле:

. (2.3)

Проектом предусматривается  диаметр направления равным 273мм с внутренним диаметром  264 мм.

Диаметр долота для бурения  под направление будет равен:

                                              

.

Проектом принимается  диаметр долота 311,1 мм.

Данные расчета конструкции  скважины занесены в табл. 2.1

 

Таблица 2.1 Диаметр долот  и обсадных колонн

 

2.3. Обоснование класса и типа  долот по интервалам бурения

В основу выбора типов долот  положены физико-механические свойства горных пород (твердость, абразивность, пластичность и др.).

Рациональным типом долота данного размера для конкретных геолого-технических условий бурения  является такой тип, который при  бурении в рассматриваемых условиях обеспечивает минимум эксплуатационных и финансовых затрат на 1 м проходки.

Руководствуясь опытом бурения скважин в аналогичных  геологических условиях на площадях Крапивинского месторождения  рационально  применение лопасных  долот.

Интервал от 0 до 60 м (бурение  под направление) сложен глинами  песками и супесями с твердость  пород по штампу 10 кгс/мм², категорией прочности по промысловой классификации – М. В соответствии с этими условиями и выбранным способом бурения проектом принимается долото: долот с фрезерованным вооружением ОАО «Волгабурмаш»,

311,1 M-ГAУ , т.к этот тип  долота позволяет бурить слабые  породы с большой механической  скоростью. 

На интервале от 60 до 840 м (бурение под кондуктор), физико-механические условия те же, но способ бурения  уже турбобуром, а это характеризуется  большой скоростью вращения долота, поэтому проектом принимается долото: БИТ 269,9, четырёх лопастное долото позволяет бурить мягкие и среднее неабразивные породы с максимальными скоростями проходки.

Интервал от 840 до 2600 м сложен глинами, песчаниками, алевролиты,  аргиллитов с твердостью пород по штампу 10-20 кгс/мм².

Для этого интервала будем  использовать долото БИТ 190,5. Это пяти лопастное долото позволяет бурить мягкие и средние породы средней  абразивности с высокими скоростями проходки. Возможно применения опции «Т» и «У» для бурения в более твердых и абразивных пород.

 

Типоразмеры долот приведены  в табл. 2.2

Таблица 2.2 Типоразмеры долот  по интервалам бурения

2.4. Расчет  осевой нагрузки на долото

Расчет осевой нагрузки производится для каждого типоразмера долота и каждой нормативной пачки, исходя из максимальной эффективности разрушения горной породы, учитывая её твёрдость, удельную нагрузку на единицу диаметра долота, допустимой по паспорту долота. В любом случае, расчетное значение не должно превышать 80% от допустимого  по паспорту на долото.

Осевая нагрузка на долото рассчитывается по формуле:

 кН, (2.4)

где - удельная нагрузка на 1 м диаметра долота для бурения в породах данной категории, кН/м., - диаметр долота, мм.

Для данного района работ рекомендуется  применять следующие удельные нагрузки:

• для пород категории М : ;
• для пород категории МС : ;
• для пород категории С : .

2. Для бурения под направление и кондуктор на интервале до 840 м , т.к. в интервале представлены породы промысловой классификации М. Тогда по формуле (2.4) для бурения под направление получаем:

Расчетное значение осевой нагрузки не должно превышать 80% от допустимой по паспорту долота:

, (2.5)

Условие выполняется.

где – допустимая нагрузка на долото по паспорту, кН.

Для долота Ш 311,1 M-ГAУ , осевая нагрузка будет определяться из веса бурового инструмента, который много меньше, чем

Для бурения под  кондуктор:

Для долота БИТ 269,9 , тогда

.

Условие выполняется.

Для бурения под эксплуатационную колонну  на интервале 840 –2850 м  , так как в интервале представлены породы промысловой классификации МС. Тогда по формуле (2.4) получим:

Для долота БИТ 190,5 , тогда

.

Условие выполняется.

Расчетные значения осевой нагрузки по интервалам бурения представлены в табл. 2.3

 

Таблица 2.3 Расчетные  значения осевой нагрузки по интервалам бурения

 

 

2.5. Расчет частоты вращения долота

Каждому классу пород соответствуют  свои оптимальные частоты вращения долот, при которых разрушение горных пород максимально.

Оптимальные частоты вращения долот находятся в диапазонах:

• для долот типа М 250 – 400 об/мин;
• для долот типа МС 150 – 300 об/мин;
• для долот типа С 100 – 250 об/мин.

Превышение оптимальных  частот вращения вызывает снижение механической скорости бурения и, как следствие, быструю поломку долота.

Частота вращения шарошечных долот рассчитывается для всех типоразмеров долот по следующим трем показателям:

1. рекомендуемой линейной скорости на периферии долота;
2. стойкости опор долота.