Оцінка експлуатаційних можливостей і технічного рівня елементів обладнання БУ

Під експлуатаційними розуміють можливості буріння свердловин в різних геолого-технічних умовах на проектну глибину із забезпеченням необхідних техніко-економічних показників.

Для оцінки експлуатаційних можливостей обладнання необхідно визначити глибини і діаметри свердловин, які можуть бути пробурені з його застосуванням, параметри режиму буріння, а також витрати потужності на обертання бурового інструменту, роботу породоруйнуючого інструменту і промивання свердловини.

Загальними критеріями експлуатаційних можливостей є: швидкість буріння (механічна, рейсова і циклова) і вартість 1 м свердловини для конкретних геолого-технічних умов.

Механічна швидкість визначається з виразу:

v_м=l_i/t_i, (2.1)

де l_i - довжина пробуреного інтервалу, м;

t_i - чистий час буріння t-гo інтервалу, ч.

При бурінні алмазним і твердосплавним інструментом механічна швидкість прямо пропорційна частоті обертання бурового інструменту, якщо створюється достатнє осьове навантаження на породоруйнуючий інструмент [4, 5]. Отже, вона залежить від того, які частоти обертання снаряда можуть використовуватися в процесі буріння на задану глибину і як вони будуть реалізовані. Фактично із збільшенням глибини свердловини доводиться зменшувати частоту обертання снаряда, а іноді і осьове навантаження. Тому можливості установки обмежені глибинами застосування різних частот обертання. Розподіл швидкостей установки, потужність його двигуна, стан бурового знаряддя і рівень технології буріння враховує комплексний показник - середньозважена частота обертання, визначається з виразу [3]:

n_cр=, (2.2)

де n_і - максимальна частота обертання на t-му інтервалі свердловини на глибині, хв^-1;

t_і - час буріння t-гo інтервалу, хв;

Т - чистий час буріння, хв.

Отже, однією з найважливіших завдань при проектуванні нових бурових установок є визначення таких проміжних значень частот обертання, які дозволять при даній потужності приводу отримати найбільшу середньозважену частоту обертання. Отримані частоти відповідають вимогам ефективного буріння свердловин різними способами і типами породоруйнуючого інструменту.

Слід мати на увазі, що при оцінці можливих глибин буріння із застосуванням різних частот обертання необхідний ретельний облік конкретних геолого-технічних умов буріння: стійкість стінок свердловини, зазори між стінками свердловини і бурильними трубами, викривлення стовбура свердловини, стан бурильних труб і т. д. Відхилення від нормальних умов викликає зменшення граничних глибин буріння із застосуванням тих же частот обертання.

Рейсова швидкість

v_p = l_i/(t_i + t_в.c.п), (2.3)

де t_в.c.п - час спускопідйомних і допоміжних операцій, год.

Тривалість спускопідйомних операцій залежить насамперед від параметрів і конструкції бурової установки: потужності приводного двигуна, швидкості підйому інструменту, висота щогли, типу елеватора, обертача і патрона, конструкції і ходу механізмів подачі, оснащеність допоміжними механізмами та засобами автоматизації і т. д.

Важливим чинником, що впливає на рейсову швидкість буріння, є спосіб отримання керну (підйом бурильної колони, застосування знімних керноприйомників або гідротранспорт керну), а також стан свердловини (при порушенні стійкості стінок стовбура обмежуються швидкість спуску і підйому труб).

Циклова швидкість:

v_ц = L/(t_i+t_в.c.п+t_тр+t_мд +t_р), (2.4)

де L - глибина свердловини, м;

t_мд, t_тр,, t_р - витрати часу на монтаж-демонтаж, транспортування установки і ремонтні роботи, год.

Отже, при проектуванні бурової установки необхідно враховувати спосіб транспортування (автомобільна, пересувна і т. д.), зручності при проведенні монтажно-демонтажних робіт (спосіб монтажу, підйому і опускання вишки або щогли, наявність домкратів для центрування вишки або щогли і т. д.).

Вартість 1 м свердловини:

С= S/П, (2.5)

де S - вартість верстато-зміни, грн.;

П - продуктивність буріння, м/зміну.

Вартість верстато-зміни збільшується при підвищенні потужності приводного двигуна установки; крім того, вона залежить від витрати бурового інструменту, зношуються і паливно-мастильних матеріалів, а також від типу застосовуваного бурового обладнання.

Одна з головних розв'язуваних проектувальниками завдань полягає в відповіднсті проектованого обладнання кращим зразкам вітчизняної та закордонної техніки. Порівняння зразків проводиться за основними параметрами технічної характеристики: вантажопідйомності лебідки, зусиллям механізму подачі, діапазону частот обертання і швидкості навивки каната на барабан лебідки.

Крім того, оцінка технічного рівня бурових установок характеризується такими показниками, як металоємність і енергоозброєність [9].

Металоємність характеризує раціональність конструкції і рівень технології виготовлення установок і визначається з виразу:

M = M/N, (2.6)

де М - маса верстата, кг;

N - потужність приводу, кВт.

Енергоозброєність на одиницю маси бурильної колони характеризує правильність вибору області застосування верстата:

N'=qL/N, (2.7)

де q - маса 1 м бурильних труб, кг;

L - глибина свердловини, м.

Енергоозброєність по відношенню до середньої частоти обертання характеризує ефективність діапазону частот обертання і їх розподілу:

N" = N_m/(), (2.8)

де m - число швидкостей, передбачених у в установці;

- частоти обертання, хв^-1.

Оцінка технічного рівня бурових насосів проводиться за наступними показниками: подача, тиск, гідравлічна потужність, маса, питома металоємність на одиницю потужності.

Дата добавления: 2013-12-14