Изложить методику выбора ГЗД в зависимости от мощности, необходимой для разрушения породы на забое скважины

(***Из книжки Кулябина)

Рассчитывается фактическоие и проектные энергетические параметры,определяющие эффективное разрушение пород на забое скважины,и выбирается модель ГЗД с соответствующими таким же параметрам характеристиками турбобур,а затем уточняется количество турбинок в турбобуре.

Суть метода:рассчитывают nτи Мс;приравнивая nτ=nоп,Мс=Моп,при проектных Q и взятых nоп и Моп из справочных таблиц характеристик ГЗД,выбирают 2-3 ГЗД с близкими искомыми характеристиками.Далее,пересчитывают табличные параметры для выбора оптимального ГЗД,учитывая КПД и ηсп.Все расчеты производятся для условий бурения скважины в каждом интервале условно одинаковой буримости пород.

Т.е.:к забойному двиателю запланировано подведение NT=Nmax,а условия nτ=nоп и Мв=Мс –

о том,что при выбранном ГЗД обеспечены необходимые величины времени и момента для работы долота при объемном разрушении пород.Метод можно назвать как «метод выбора ГЗД по энергетическим характеристикам разрушения пород на забое скважины»

У.О.

nτ- частота,необходимая для поддержания требуемой величины времени контакта вооружения долота с забоем скважины(с породой на забое)

nоп- оптимальня частота соответственно

Мс-хуй знает?

Моп-оптимальное значение вращающего момента турбины турбобура

NT – мощность «развиваемая турбобуром»

Мв – текущий момент турбины тубобура

Достоинства метода:

1)простота

2)применение в расчетах всех необходимых параметров для разрушения пород и выбора характеристик турбобура

3)метод может применяться для выбора любого типа ГЗД с учетом всех основных технологических связей при углублении скважины

***Для общего развития:

Забойные двигатели:

электрические и гидравлические(гидродинамические-турбобуры и гидростатические-винтовые забойные двигатели)

15Написать выражение для расчета момента сопротивлений на валу ГЗД.

В технологии бурения принято уравнение

Мв≥ Мс(5.23)

называть основным уравнением турбинного бурения.

В левой части (5.23) представлен крутящий момент на валу турбобура, определяемый по формуле (5.18), а справа – суммарный крутящий момент, который необходимо преодолеть турбобуру в процессе углубления скважины. Составляющие Мс необходимо рассчитывать согласно выражению (помня, что Мj – это часть Мв):

Мс= Мдп+Мд+Мо+Мп+Мкц+Мрад+Мкр+дельтаМj=Мдп+М4+Мд=дельтаМj, (5.24)

гдеМдп, Мд – крутящие моменты, необходимые для работы долота по разрушению пород на забое скважины под действием соответственно Gст и Gд;

Мо – момент на трение долота о стенки скважины и промывочную жидкость;

Мп= Мп+ Ммп;

Мп, Ммп – затраты момента Мв на трение в осевой опоре турбобура, обусловленные соответственно действием осевой нагрузки на пяту турбобура (ГЗД) и молекулярным трением в паре «пята–подпятник»

Мкц – вращающий момент на работу калибраторов и центраторов, закрепленных на валу ГЗД (последнее бывает редко); Мрад – момент в радиальных опорах турбобуров, которым часто пренебрегают;

Мкр – сумма моментов для поддержания крутильных колебаний долота и преодоления сопротивлений, обусловленных неравномерной работой вооружения долота на забое скважины; методов расчета Мкр нет, но его величина в среднем невелика, хотя пиковые значения могут отражаться на работе долота и ГЗД (при роторном бурении величиной Мкр, видимо, нельзя пренебрегать);

Мj – главный момент инерции ротора турбобура (ГЗД), включая присоединенные к его валу элементы;

М4=Мп+Мкц+Мо+Мрад+Мкр есть еще затраты крутящего момента на преодоление сопротивлений при взаимодействии статора и ротора через поток жидкости в турбине (Мгт), но поскольку Мв определяют опытным путем, то Мп автоматически входит в Мв (Моп), приводимый в справочной литературе. Момент Мдз можно рассчитывать как

Мдз= Мдп+Мд= Gст⋅Му+ Gд⋅Му= Мр, (5.25)

гдеGст – статическая часть нагрузки на забой – Gз; вместо Gз иногда ошибочно подставляют G или Gгив;

Му – удельный момент при работе долота на забое, который измеряют опытным путем (обычно при электробурении) и приводят в литературе [41] или рассчитывают согласно выражению (в Н·м/кН):

Му= μгп 0,55 − 0,72 ⋅R ⋅10, (5.26)

μгп – коэффициент сопротивления при взаимодействии вооружения долота с забоем, μгп = 0,40…0,05, где верхний предел для очень мягких пород, а нижний – для крепких.