Определим необходимое количество химических реагентов для обработки бурового раствора по интервалам бурения:

где С1 – концентрация химического реагента в весовых процентах;

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3.

2.3 Выбор способа бурения

Основные требования к выбору способа вращения долота определяются необходимостью обеспечения успешной работы, проводки ствола скважины с высокими технико-экономическими показателями.

Выбор способа бурения зависит от технической оснащенности предприятия (парк буровых установок, буровых труб, забойных двигателей и т.п.), опыта бурения в данном районе.

Для бурения данной скважины выбираем бурение с помощью гидравлических забойных двигателей. Турбинный способ обладает рядом преимуществ по сравнению с роторным способом бурения:

· механическая скорость выше, чем при роторном способе бурения;

· облегчает отклонение ствола в требуемом направлении;

· можно использовать все виды промывочной жидкости за исключением аэрированной;

· возможность применения в колонне бурильных труб легкосплавных и тонкостенных стальных труб;

· улучшаются условия работы, отсутствуют шум и вибрация.

2.4 Расчет бурильной колонны

Исходные данные:

· скважина вертикальная;

· глубина бурения 1300 м;

· способ бурения – турбинный;

· диаметр долота Dд = 215,9 мм;

· нагрузка на долото G = 170 кН;

· плотность бурового раствора r = 1100 кг/м3;

· турбобур 3ТСШ1-195;

Расчет УБТ:

Dубт = (0,75¸0,85)* Dд;

Dубт = 0,8*215,9 = 172,7 мм.

Выбираем УБТ диаметром Dубт = 178 мм.

Затем найдем диаметр СБТ для Dубт = 178 мм.

Dсбт = 0,75*215,9 = 175,5 мм.

Выбираем предварительно тип СБТ-ТДПВ 127х9, трубы группы прочности «Д» – бурильные трубы с приварными замками диаметром 127 мм, толщиной стенки трубы 9 мм.

Найдем длину УБТ для бурения забойным двигателем:

где Gд – нагрузка на долото при бурении забойными двигателями;

b – коэффициент облегчения трубы в промывочной жидкости;

q0 – вес УБТ диаметром 178 мм, q0 = 156 кг;

Gзд – вес забойного двигателя, Gзд = 4790 кг;

РкрIII – критическая нагрузка третьего порядка.

где rп – плотность промывочной жидкости, rп = 1100 кг/м3,

r0 – плотность материала труб, r0 = 7800 кг/м3;

где lкр – критическая длина УБТ;

Примем lубт = 132 м, т.е. 5 свечей длинной по 24 метра и 1 секция УБТ, длинной 12 м.

Определим вес УБТ:

Определим длину СБТ:

где q0 – вес 1 м СБТ диаметром 127 мм, q0 = 262 н/м;

Gсбт – полный вес СБТ;

Длина свечи 24 м, поэтому примем количество свечей равное 30, а длина стальных труб 720 м.

Найдем длину ЛБТ:

где L – глубина скважины по стволу Lсбт = 1300 м;

Lсбт – длина СБТ = 720 м;

Lубт – длина УБТ = 132 м;

Lэд – длина ЗД = 26 м;

Произведем расчет растягивающих напряжений при подъеме бурильной колонны.

Разобьем колонну на характерные участки, т.е. отметим точки перехода одного вида труб в другой, переход УБТ в турбобур.

Профиль скважины имеет 3 характерные точки. Данные занесем в таблицу 2.6.

Таблица 2.6

Результаты разбивки бурильной колонны на участки.

Расчет напряжений в колонне ведем по методу Сушона, основываясь на том, что в конце колонны усилия Тн = 0.

где Тв – нагрузка в верхней части колонны;

Тн – нагрузка в нижней части колонны;

– средней зенитный угол;

– изменение среднего угла на участке;

l – длина участка;

q – вес 1 метра трубы на участке длины l;

в – коэффициент облегчения в промывочной жидкости бурильной колонны, в = 0,86;

f – коэффициент сопротивления движения бурильной колонны о стенки cскважины, f = 0,3;

Участок 0 – 1:

Участок 1 – 2:

Участок 2 – 3:

Определим растягивающие напряжение:

где Sк – площадь канала внутри трубы;

Sт – площадь сечения трубы, м2;

где dвн – внутренний диаметр ЛБТ равный 125 мм;

где D – наружный диаметр трубы;

ур для третьего участка:

ур для второго участка:

Определим результирующие напряжение для второго и третьего участков по следующей формуле:

где урез – результирующее напряжение, Мпа;

ур – растягивающее напряжение, Мпа;

уи – изгибающие напряжение, Мпа;

Изгибающие напряжение в нашем случае равно нулю т.к. сквжина вертикальная.

где [nр], nр – допустимый и фактический коэффициенты запаса прочности, [nр] = 1,45;

ут – предел текучести материала труб, ут = 300 Мпа;