Рассчитать рабочие характеристики т/б и определить:
Нагрузки на долото, соответствующие максимальной мощности на валу т/б
Области устойчивой работы забойного двигателя
Запретные зоны работы т/б.
Конструкция и профиль принять из 1ой задачи.
Рабочий расход жидкости принять в пределах: 20 – 35 л/с, плотность жидкости в пределах: 1100 – 1200 кг/м3 , параметры жидкости найти по нижеприведенным формулам
Динамическое напряжение сдвига (ДНС):
Па.
Пластическая вязкость:
Пас.
Вариант Заб. двигатель Тип породы Промывка дол Тип долота
8
c г 3ш
Решение
1. Расчет ведем для бурения в средних породах долотом диаметром 195 мм с центральной промывкой турбобуром А7Ш-195 на высококачественном глинистом растворе с плотностью 1100 кг/м3 при расходе 30 л/с.
2. Используя стендовые данные турбобура:
; ; ; ; ; .
По формулам подобия рассчитаем:
3. Определим:
где nx - частота холостого вращения.
где МТОР – тормозящий момент.
4. Определим перепад давления в долоте.
В случае гидромониторного долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости ʋuиз насадок от 60 до 120 м/с.
Пo величине выбранного расхода жидкости Qи скорости истечения рассчитываем площади каналов и подбираем [2, табл. 7.1] насадки соответствующих диаметров dн.
Площадь канала насадки 3-хшарошечного долота:
при =>dн1 = 14,6 мм;
Считаем перепад давления на центральном долоте по выбранным диаметрам насадок по формуле:
где ρб.р. – плотность бурового раствора;
μ = 0,9 – коэффициент расхода
5. Конструктивные размеры для турбобура А7Ш-195:
Dср=132мм;
Dв=84мм;
R1=54 мм;
R2=67 мм;
6. Турбобур, как правило, запускается, когда долото находится над забоем (не касаясь его) и, следовательно, Gд=0, и на опору действует только Gr, величину которой определяют по формуле:
,
гдеDср – средний диаметр проточной части турбины;
Dв – диаметр вала турбобура (шпинделя) в ниппеле;
ΔРтб – перепад давления в турбобуре, вычисляемый для проектного раствора и расхода;
ΔРд – перепад давления в долоте, вычисляемый для проектного раствора и расхода;
Gвр – вес вращающихся частей турбобура – вала с роторными секциями и установленными на нем устройствами (долотом, калибратором и т.д.);
При этом принимаем:
При бурении в средних горных породах получаем:
Вычисляем
6
. Учитывая, что раствор высококачественный, со смазочными добавками, удельная нагрузка значительная, опора имеет средний ресурс работы и, следовательно, хорошо приработана, принимаем минимальное значение μ=0,10. Тогда получим:
7. Потери крутящего момента в опоре ∆Mоп* при Gд=0 и соответственно Gоп=Gr будут равны:
8. Кроме этих потерь часть крутящего момента теряется также на вращение ненагруженного долота: на преодоление трения долота о стенки скважины, промывочную жидкость и на вращение последней. Ее величину ориентировочно можно оценить по эмпирической формуле:
,
где Dд – диаметр долота, выраженный в метрах, для нашего случая Dд=0,2445м.
Тогда суммарные потери крутящего момента ∆М будут равны:
где Мр – разгонный момент;
9. При этом крутящий момент на валу турбобура Мв равен Мx , а частота вращения nр, называемая разгонной, меньше nx из-за указанных потерь. Крутящий момент на валу Мв всегда равен крутящему моменту, развиваемому турбиной турбобура Мт за вычетом потерь в опоре, то есть:
Вычисляем разгонный момент:
где Мт – крутящий момент;
n – частота вращения.
Вычисляем по разгонную частоту вращения:
10. Минимальную устойчивую частоту вращения определяем в долях от nр:
Выбираем величину Муд по таблице 2 для средних грунтов (конструкция долота – трехшарошечные):
11
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
