Материал: Морское бурение разведочных скважин

 = 16,2 - масса муфты, кг;

 = 2 - длина обсадной трубы, м;

 = 47 - длина водоотделяющей колонны, м.

=

 - вес одного метра водоотделяющей колонны, Н/м.

Определение силы трения по наружной поверхности обсадных труб.

а) для обсадной колонны d=168 мм:

 = 3,14=2,4 Н

Для расчета принимаем:

= 0,168 - наружный диаметр труб обсадной колонны, м;

 = 21 -длина обсадных труб, находящихся в скважине, м;

 21,8 - среднее удельное извлекающее усилие, приходящееся на единицу площади боковой поверхности труб, для отложений, представленных чередованием илов, песков, глин и гравийно-галичникового материала, Н/.

б) для водоотделяющей колонны d=219мм:

= 3,140,219=2,6Н

= 0,219 - наружный диаметр труб водоотделяющей колонны, м;

 = 17 -длина водоотделяющей колонны, находящихся в скважине, м;

 21,8 - среднее удельное извлекающее усилие, приходящееся на единицу площади боковой поверхности труб, для отложений, представленных чередованием илов, песков, глин и гравийно-галичникового материала, Н/.

Определение нагрузки на крюке при извлечении обсадной колонны из скважины.

а) для обсадной колонны d=168 мм:

 = 1,1+2,4=2,87Н

 = 1,1 - коэффициент перегрузки, учитывающий качку ПБУ.

б) для водоотделяющей колонны d=219мм:

= 1,1 + 2,6 = 3,13Н

 = 1,1 - коэффициент перегрузки, учитывающий качку ПБУ.

 т.е. нагрузка на крюке при извлечении водоотделяющей колонны больше, следовательно для дальнейших расчетов будем использовать большее значение нагрузки на крюке.

Определение числа подвижных струн талевой оснастки.

 =  =  = 8,5 , где:

=0,92 - КПД талевой системы;

 - грузоподъемность лебедки станка, Н

Количество струн больше 6, что допустимо ввиду сильного усложнения конструкции талевой системы. В этом случае для снижения усилий при извлечения обсадных труб нужно применить вибромеханизмы. Необходимо пересчитать несколько пунктов при условии применения вибромеханизмов.

Определение нагрузки на кронблочную раму мачты.

3,13

По технической характеристике тримарана «Приморец» определяем допустимую нагрузку на кронблочную раму:

значит необходимо провести перерасчет нагрузки с использованием вибромеханизмов.

Определение силы трения по наружной поверхности обсадных труб с использованием вибромеханизма.

В качестве вибромеханизма выберем вибромолот ВБ-7М, его характеристика приведена ниже:

дебалансов, .

Сначала определим максимальную суммарную силу тяжести вибромеханизма и водоотделяющей колонны:

+24,2 +6009,81 = 30,1Н

Определим максимальную скорость колебания вибромеханизма вместе с обсадной колонной:

==0,7=0,099 м/с

Для расчета принимаем:

Теперь необходимо определить коэффициент снижения сил трения по боковой поверхности обсадных труб за счет вибрации:

 = 0,01÷0,05 - скорость извлечения обсадной колонны, м/с;

Сила трения по наружной поверхности труб самой тяжелой обсадной колонны d=168мм с использованием вибромеханизма:

2,6 = 0,75Н

Пересчет нагрузки на крюке при извлечении водоотделяющей колонны с учетом использования вибромеханизма.

= 1,11,09Н

Перерасчет числа подвижных струн талевой оснастки.

Следовательно количество подвижных струн талевой оснастки примем равным 3. Получившееся значение меньше 6, что допустимо.

Так как количество подвижных струн нечетно, то выбираем схему талевой оснастки с креплением свободного конца каната к крон блоку.

Определение нагрузки на кронблочную раму мачты.

1,09

Глава 4. Технология бурения скважины

.1 Технология погружения обсадной колонны

Существует несколько способов забивки обсадной колонны:

забивным снарядом по наголовнику (традиционная схема);

ударной штангой по керноприемнику;

кольцевым грузом по придонной муфте;

телескопическим ударником по наковальне;

Погружения водоотделяющей (d=219мм) и обсадной (d=168мм) колонн будем производить по схеме забивки забивным снарядом по наголовнику (традиционная схема).

Схема забивки обсадной трубы забивным снарядом по наголовнику показана на рис.27:

- башмак;

- обсадная колонна;

- муфта;

- наголовник;

- забивной груз.

Рис.27. Схема забивки обсадной колонны забивным грузом по наголовнику.

Технологические параметры погружения обсадной колонны по схеме забивки обсадной колонны забивным грузом по наголовнику:

Масса забивного снаряда

m = 500 ÷ 600 кг;

Высота подъема и сбрасывания груза:

Н = 0,5 ÷ 3 м;

Частота ударов:

= 1030 (40).

Преимущества выбранной схемы:

Такое конструктивное решение исключает деформации муфт колонны при погружении ее в породы ударами даже при падении забивного снаряда несоосно с колонной, так как удары наносят непосредственно не по муфте, а по опирающемуся на нее кольцу из стали с высокой ударной прочностью. Кроме того, отсутствие скосов у воспринимающих удар торцов кольца и муфты исключает передачу сил удара со стороны их боковых поверхностей.

Недостатки выбранной схемы:

Недостаточная производительность:

недостаточная энергия удара (масса забивного снаряда огромная (m = 500 ÷ 600 кг) исходя из требований техники безопасности);

ограниченная высота сбрасывания груза (до 3 м), т.к увеличение высоты сбрасывания приводит к увеличению скорости соударений, разрыву муфт и снижению частоты ударов;

низкий коэффициент передачи энергии на забой, т.к удары наносятся по верхнему концу и энергия рассеивается по длине колонны, перекрывающей толщу воды (диссипация).

Большое число трудоемких вспомогательных операций, а значит большие затраты времени на их выполнение.

Невозможность совмещения некоторых технологических операций, т.к верхняя часть колонны закрыта при ее забивке.

Повышенная опасность при забивке обсадной колонны, т.к забивной груз находится над работающими:

масса забивного груза ограничена (m = 500 ÷ 600 кг);

бурение осуществляется при высоте воды до 1 м.

.2 Технология отбора керна

Отбор керна в обсадной колонне возможен по трем схемам:

Отбор проб в обсадной колонне после ее забивки на длину интервала 0,2÷1,0 м;

Отбор проб одновременно с забивкой обсадной колонны;

Отбор проб ниже башмака обсадной колонны 0,2÷0,5 м.

Выбираем отбор проб одновременно с забивкой обсадной колонны с длиной рейса 1м

Параметры технологии отбора керна:

- m = 200 ÷400 - масса ударной штанги, кг;

- h = 3 ÷ 7 - высота сбрасывания, м;

- n = 15 ÷20 (30) - частота ударов, ;

Отбор керна при вращательном бурении ведем керноотборными снарядами с системой забойного гидротранспорта, которая позволяет исключить самозаклинивание керна в процессе его поступления в снаряд и вести бурение без ограничения проходки за рейс до 15-20 м.

4.3 Технология вращательного бурения

Интервал применения вращательного бурения представлен монолитными породами VI категории по буримости (Габбро). Исходя из этого в качестве ПРИ на данном интервале применяем твердосплавную коронку СА1 диаметром 112 мм.

Коронка СА1 имеет в своей конструкции 16 основных резцов. Осевая нагрузка на один резец составляет 650 Н, а окружная скорость коронки 1 м/с.

Технологические параметры:

Осевая нагрузка на коронку, Н:

- удельная нагрузка на один основной резец, Н;- число основных резцов

Исходя из технической характеристики ВМБ-5 (табл.4) принимаем n=170

Так как максимальная подача выбранного бурового насоса 120 л/мин, а полученное значение превышает этот показатель, то принимаем количество промывочной жидкости Q=120 л/мин.

.4 Составление геолого-технического наряда (ГТН)

Геолого-технический наряд (ГТН) составляют на основании: проектной конструкции скважины; выбранного бурового оборудования и инструмента; разработанной технологии бурения; проведения необходимых специальных работ в скважине.

Геолого-технический наряд является обязательным документом к исполнению буровыми бригадами. Его составляют на бурение каждой скважины и вывешивают в буровом здании для руководства и исполнения заданных в нем параметров. ГТН составляют геолог и технический руководитель буровых работ ГРЭ или ГРП и подписывают его. Утверждает ГТН главный инженер геологоразведочной экспедиции или партии. В геолого-техническом наряде должны быть предусмотрены и отражены проектные и фактические данные по всем позициям наряда. Фактические данные систематически записывают в наряд буровой мастер и геолог, по мере углубления скважины.

Геолого-технический наряд по заданной скважине приведен ниже.

Геолого-технический наряд.

ПГО……………………………………

Морская экспедиция (партия)………..

Проектная глубина скважины, м…….40м.