Определим длину этих витков на барабане диаметром 762 мм

Таким образом, длина отрезаемой части каната составляет 25,7 м.

Пример 3.4. Для данных примера 3 2 определить работу каната при СПО бурильной колонны на глубину 3048 м;

работу каната при спуске обсадной ко­лонны на глубину 3048 м, если длина одной обсадной трубы равна 12,2 м, коэффициент запаса прочности при спу­ске обсадной колонны из 244,5-мм труб на глубину 3048 м, работу каната при бурении с отбором и без отбора керна в интервале 3048—3103 м

Решение 1 Из данных и приме­

ра 32 можно записать D=3048 м,

2 Определим эффективный вес УБТ в растворе.

3 Воспользуемся формулой (3.17) и найдем общую работу при СПО бу­рильной колонны на глубину 3048 м.

4 Общая работа каната при спуске обсадной колонны будет равна

5. Вес обсадной колонны из труб диаметром 244,5 мм в буровом растворе равен

6. Общий вес на крюке при спуске обсадной колонны в скважину равен

1360170 + 106572,5 = 1466742,5 Н.

7. Натяжение ходовой струны при этом

8. Коэффициент запаса прочности при спуске обсадной колонны DF - 1010000/181079,3=5,6.

9. Работа каната при бурении с отбором керна в интервале 3048— 3103 м определяется формулой (3.19)

где Т-, и Т,— работа при СПО на глубину 3103 и 3048 м.

В рассматриваемом случае Находим

Таким образом, окончательно

10. Работа каната при бурении интервала 3048—3103 м определяется по формуле (3.18)

 

БУРОВАЯ ВЫШКА

Буровая вышка представляет собой конструкцию с квадратным поперечным сечением из специальной конструкционной стали с пределом текучести более 227,37 МПа. Она состоит из четырех опор, соединенных горизонтальными поясами. Пояса усиливают крепежными элементами.

На полу вышки, который укреплен на подвышечном основании установлено буровое оборудование. Подвышенное основание включает фундамент вышки и станину ротора. Основание вышки состоит из четырех стоек, соединенных крепежными элементами. Основание ротора состоит из балок, стоек и раскосов для опор. Высота основания над уровнем поверхности зависит от размеров основания вышки (или нижней базы). Для базы размером 7,5—8 м (сторона квадрата) высота подвышечного основания составляет 2,25 м; для базы размером 9,1 м высота основания—2,25, 3,05 или 4,25 м [10]. Техническая характеристика вышек по весу бурильной колонны на подсвечнике и скорости ветра приведена в стандарте АНИ 4А [10].

Высота подвышечного основания зависит от размеров и рабочего давления устьевого оборудования — колонной головки и противовыбросового оборудования, которые устанавливают на устье под ротором. Глубокая скважина, в которой ожидаются высокие давления, должна иметь более высокое основание для установки колонной головки и превенторов.

Согласно рис. 3.11 стандартная вышка характеризуется сле­дующими показателями [10]:

высота А— вертикальное расстояние по средней оси опоры вышки от верхней точки балок пола вышки до нижней точки подкронблочной рамы;

сторона квадрата нижней базы В— расстояние между наружными точками смежных ног в верхней плоскости базы

высота ворот С— расстояние, измеряемое параллельно центральной линии вышки от верхней плоскости базы (на рис. 3.12 изображены различные виды ворот);

сторона квадрата наголовника Д— сторона квадрата, куда устанавливается кронблок;

высота Е— высота козел плоскости подкронблочной рамы (козлы используют для подъема кронблока при его установке).

ТИПЫ СТАЛЬНЫХ ВЫШЕК

Стальные вышки бывают двух типов.

Обычные (стандартные) вышки. Эти вышки представляют собой конструкцию, соединенную на болтах, которую собирают последовательно секциями. Обычные вышки используют в морском бурении с платформ, где эти вышки не демонтируются при бурении определенного количества скважин.

Складные {передвижные) вышки (или мачты). Вышки мачтового типа шарнирно закреплены на своей базе и опускаются в горизонтальное положение с помощью буровой лебедки после заканчивания скважин. Вышка демонтируется на несколько соединяющихся штифтами секций, каждую из которых может увезти большегрузный автомобиль. Этот тип вышек обычно используют при бурении на суше, где после заканчивания каждой скважины установка должна быть перемещена на новую точку. Например, на Ближнем Востоке расстояние между точками обычно от 8 до 32 км. На новом месте секции быстро соединяют штифта после чего вышку мачтового типа поднимают в вертикальное положение проволочным канатом с помощью буровой лебедки.

ЗАДАЧИ

1. Имеем следующие данные о глубокой скважине: глубина скважины 3658 м; талевый канат—диаметр 35 мм, восемь струн оснастки при кпд талевой системы 0,841 и К=0,9615; плотность бурового раствора 1900 кг/м³;

диаметр барабана 761 мм, двухзаходная спиральная канавка; вышка—высота 43 м, грузоподъемность 4448 кН; прочность на разрыв талевого каната 590 кН; бурильная колонна—масса 1 м составляет 29,02 кг/м; УБТ— длина 200 м, масса 1 м составляет 449 кг/м; вес талевого блока, крюка и т. д. 102,3 кН; обсадная колонна—диаметр 339,7 мм, масса 1 м составляет 81,2 кг/м, длина свечи 28 м.

Определить: а) запас прочности при бурении до глубины 3658 м; б) динамическую нагрузку на кронблок; в) работу талевого каната (МДж) при СПО па глубину 3658 м; г) вес бурильной колонны в воздухе (на подсвечнике); д) работу талевого каната (МДж) при спуске обсадной колонны, если длина одной обсадной трубы 12,2 м; е) запас прочности тале­вого каната, если указанную обсадную колонну спускают на глубину 3658 м, и динамическую нагрузку на кронблок на этой глубине; ж) способ увеличения запаса прочности, если он меньше 2 (см. п. е.); 3) работу талевого каната между перетяжками;

и) длину отрезаемых при перетяжке кусков каната.

Допускается применять данные табл. 3.2.

Ответы: 2,6; 1940903 Н; 5389 МДж: 1747 кН; 2880 МДж; 1,7 и 2934512 Н, увеличить число струн талевой системы; 5304 МДж; 28,13 м.

2. Необходимо заказать талевый канат для новой буровой установки. Высота вышки 38 м, диаметр барабана лебедки 660 мм. Ожидаемая работа каната 4000 МДж. Инженер выбрал канат диаметром 32 мм и оснастку талевой системы с восемью струнами, навитыми на кронблок. Из опыта известно, что для каната диаметром 32 мм перетяжку нужно делать при совершении им работы 229 МДж/м.

Найти длину и вес каната. Допустим, что диаметр шкива равен 30 диаметрам каната и минимум 10 витков каната должно оставаться на барабане лебедки.Вес каната диаметром 32 мм равен 43 Н/м.

Ответ: 433 м; 18,27 кН.

 

Список литературы

1. National Supply Company. Manufacturing Catalogue, 1983, Cheadle Heath, Stockport, England.

2. McGhee Е. Draw-works and compound transmission.— Oil and Gas Journal, 1958.

3. Fredhold A. Crown and travelling block.—Petroleum Engineer, 1955, December.

4. API Bull. D10. Procedure for Selecting Royary Drilling Equipment.— ARI Production Department, 1982.

5. Cordrey R. Depth ratings of draw-works mean more than horsepower.— Oil and Gas Journal, 1980, June, 9.

6. Cordrey R. Personal communication, 1984.

7. Crake W. S. Fitting drilling rigs to their job—whether rig is new or old.— SPE Reprint Series, 1973.

8. API Spec. 9A. Specification for Wirerope— API Production Depart­ment, 1976.

9. API RP9B. Recommended Practice on Application, Care and Use of Wirerope for Oilfield Service.— API Production Department 1980.

10. API Std. 4A. Specification for Steel Derricks.—API Production De­partment, 1967.

 

ГЛАВА 4