I. Объяснительная записка

3.8. Выбор и расчет бурильной колонны

В процессе бурения скважины колонна бурильных труб находится в очень сложных условиях. При роторном бурении колонна испытывает нагрузки от вращения, сжатия и растяжения. При бурении забойными двигателями условия работы колонны значительно облегчаются. Колонна не вращается, то есть технические требования к колонне снижаются. Это позволяет использовать более тонкостенные трубы, что сокращает расход металла, снижает вес колонны, ее стоимость. Выбирая размер бурильных труб, стремятся к сокращению потерь давления в циркуляционной системе для увеличения подводимой к двигателю мощности.

Исходные данные для расчета:

L=1350 м – глубина скважины;
Д_д=216 мм – диаметр долота;
Р_д=0,16 мН – нагрузка на долото;
G_т=0,004 мн – вес двигателя;
ρ_б.р.=1,18 г/см³ – плотность бурового раствора;
ρ_ст=7,85 г/см³ – плотность материала труб.
Решение:
1. Расчет бурильной колонны начинаем с вычисления необходимого диаметра и длины УБТ.
Д_убт=0,750,85 Д_д
Принимаем диаметр УБТ=178 мм; q=156кг – масса 1 м; d_вн=90 мм (табл. 4, 5[2]).
Определяем необходимую длину УБТ:
l_убт=1,25(Р_дол-G_т)/q_убт=125 м; то есть 5 свечей по 25 м.
2. Выбор гидравлически оптимальных диаметров бурильных труб, создающих минимальные потери в системе труба – затрубное кольцевое пространство определятся из соотношения:
Д_т/Д_д=0,60,67
С учетом этих требований наружный диаметр бурильных труб выбираем 127 мм, марки ТБПВ-114х9 мм.
Согласно технических условий вес 1-го погонного метра труб с Д=127 мм и толщиной стенки =9 мм – q=32,4 кг группы прочности Д (таблица 4, 15[2]).
Длину труб определяем по формуле:
l_9д= ;
где: Q_p=Q_пр/п=1,4/1,3=1,077 мН – допустимая растягивающая нагрузка;
Q_пр=1,4 – предельная нагрузка (таблица 24[1]);
n=1 – коэффициент запаса прочночти;
Q_убт=l_убт*q_убт=125*1560=195 кН – вес колонки УБТ;
k=1,15 – коэффициент учитывающий влияние трения, сил инерции и сопротивления движению раствора;
F_k=93,3 см² – площадь сечения проходного канала;
Р_о+Р_n=6 мПа – перепад давления в турбобуре и долоте.
м
принимаем l_9д=L-l_убт=1350-125=1225 м;
Q_9д= l_9д*q_9д=1225*32,4=0,3969 мН;
Q=Q_9д+Q_убт=0,3969+0,195=0,5919 мН.
Данные расчетов сводим в таблицу.
Таблица №19

Показатель	Номер секции снизу вверх
	1	2
Диаметр, мм	178	127
Толщина стенки, мм	44	9
Группа прочности	Д	Д
Длина секции, м	125	1225
Вес 1 м. труб, Н	1560	324
Вес секции, мН	0,195	0,3969
Общий вес колонны	0,5919