Техника бурения нефтяных и газовых скважин - Мощность (в кВт), затрачиваемая на вращение долот и разрушение породы

 

Таблица 2.3

Мощность (в кВт), затрачиваемая на вращение долот и разрушение породы

 

<>

 

 

 

</>

68

 

92

 

118

 

168

 

220

 

296

 

420

 

Диаметр

 

долота, мм

 

Осевая

 

нагрузка

 

на долото, кН

 

Частота вращения ротора, об/мин

 

394

 

140

 

32

 

-

 

48

 

-

 

70

 

-

 

-

 

346

 

90 - 100

 

14

 

28

 

42

 

56

 

-

 

-

 

-

 

346

 

120 - 140

 

28

 

56

 

80

 

-

 

-

 

-

 

-

 

346

 

150

 

-

 

60

 

70

 

84

 

-

 

160

 

210

 

295

 

90

 

-

 

-

 

-

 

-

 

42

 

-

 

78

 

295

 

120

 

-

 

-

 

-

 

-

 

60

 

-

 

110

 

295

 

130

 

-

 

-

 

-

 

-

 

72

 

-

 

-

 

295

 

140 - 160

 

-

 

-

 

-

 

-

 

84

 

84

 

108

 

269

 

100

 

-

 

12

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

269

 

150

 

-

 

17

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

269

 

175

 

-

 

21

 

28

 

-

 

-

 

-

 

-

 

243

 

70 - 80

 

-

 

10

 

15

 

25

 

-

 

-

 

-

 

140

 

55

 

2

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

Расчет на сопротивление усталости является основным, так как большинство поломок бурильных труб, наблюдаемых при роторном бурении, происходит в результате усталостных повреждений. При расчете на сопротивление усталости учитываются напряжения от собственного веса и изгиба бурильной колонны. Напряжения σmln от собственного веса остаются постоянными и суммируются с переменными напряжениями σaот изгибающего момента

 

clip_image095

 

Запасы прочности по амплитуде па и по максимальным напряжениям nтахпри рассматриваемых условиях нагружения определяются по формулам [33]:

 

clip_image097                                             (2.17)

 

clip_image099                  (2.18)

 

где σ-1д — предел выносливости бурильной трубы при симметричном изгибе; ψσд — коэффициент чувствительности материала труб к асимметрии цикла с учетом эффективного коэффициента концентрации напряжений Kσдв резьбовой части трубы.

 

Амплитуда напряжения, возникающая в резьбе бурильных труб в результате изгиба, определяется по формуле [40]:

 

clip_image101                                                                            (2.19)

 

где Е — модуль упругости материала труб, Па; I — осевой момент инерции сечения труб, м4; f — стрела прогиба бурильной колонны, м; L — длина полуволны изогнутой бурильной колонны, м; WИ3 — осевой момент сопротивления сечения в основной плоскости резьбы, м3.

 

Стрела прогиба

 

clip_image103

 

где DД — диаметр долота; D— диаметр бурильной трубы.

 

Длина полуволны изогнутой бурильной колонны определяется по формуле Г. М. Саркисова [40].

 

clip_image105                                                   (2.20)

 

где ω – угловая скорость бурильной колонны; z – координата рассматриваемого сечения, отсчитываемая от плоскости раздела сжатой и растянутой частей бурильной колонны, м; q – вес 1 см трубы, даН; I – осевой момент инерции сечения труб, см4:

 

clip_image107.

 

(Dи d– наружный и внутренний диаметры трубы).

 

В табл. 2.4 приведены значения предела выносливости бурильных труб по данным натурных испытаний. При отсутствии опытных значений пределы выносливости труб определяют по расчетно-экспериментальным данным.

 

Таблица 2.4