animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}
Главная / Расчеты в бурении / Выбор буровой установки / Расчет мощности / Расчет мощности двигателя на подъем бурового инструмента

Расчет мощности двигателя на подъем бурового инструмента

Рациональное использование мощности двигателя на спуско-подъемные операции

Мощность двигателя (в кВт), необходимая на подъем бурового инструмента (снаряда) из скважины

                   (8.30)

где Qкр- нагрузка на крюк, Н; V0 - скорость навивки каната на барабан лебедки (м/с), выбираемая из технической характеристики бурового станка; uт.с - количество рабочих струн талевой системы; η=0,75÷0,85 - КПД передач от двигателя до барабана лебедки.
С целью сокращения времени на спускоподъемные операции подъем бурового инструмента должен производиться с полным использованием мощности двигателя станка и располагаемого диапазона частот вращения барабана лебедки.

Длина бурильной колонны li при которой можно начинать подъем бурового инструмента с определенной скоростью вращения барабана лебедки с учетом полного использования мощности, можно определить из выражения.

                (8.31)

где η=0,8÷0,85 к.п.д передач от двигателя до крюка; Viп=V/uт.с - скорость подъема бурового инструмента, м/с (согласно требованиям техники безопасности для буровых установок геологоразведочного бурения максимальные скорости подъема регламентированы: при lсв=4,7м Viп(max)= 1,6м/с, при lсв<>4,7м-2м/с); Viл - скорость вращения барабана лебедки, м/с (значения этой скорости указаны в технической характеристике бурового станка); q0=Qкр/L - нагрузка на крюк от 1 м поднимаемой бурильной колонны, Н/м (L- общая длина бурового инструмента, м).

На каждой из скоростей может быть поднята часть бурильной колонны длиной

∆li=li-li+1              (8.32)

где li и li+1 - длины бурильной колонны (глубины скважин), при которых начинается подъем бурового инструмента соответственно на текущей и последующей скорости. После определения интервалов подъема бурового инструмента на разных скоростях следует построить соответствующий график.

Количество свечей, поднимаемых на разных скоростях буровой лебедки, можно рассчитать из выражений nIсв=l1/lсв; nIIсв=l2/lсв и т.д.

При бурении глубоких скважин (например на нефть и газ) нагрузка на крюке при различных скоростях подъема

           (8.33)

где Nл - мощность на подъемном валу лебедки (Nл=0,8Nmax), кВт; ηт.с - к.п.д талевой системы; ηл=0,9 - к.п.д лебедки; Vkpi- скорости подъема крюка, м/с; Qт.с - вес талевой системы, кН;

                (8.34)

Здесь D6 - диаметр барабана лебедки, м; ni - частота вращения подъемного вала лебедки, мин-1.

Коэффициент полезного действия талевой системы ηт зависит от числа шкивов, диаметра каната, степени их изношенности, нагрузки на крюке и т.д. Для практических расчетов можно пользоваться формулой

ηт.с=1-0,02uт.с               (8.35)

uт.с - число шкивов талевой системы минус 1 невращающегося шкива, через который проходит неподвижно закрепленный конец каната

Число свечей, которое может быть поднято на различных скоростях

                  (8.36)

где Qубт - вес утяжеленных бурильных труб, кН; ρж и ρм - плотность соответственно циркуляционного агента и материала труб, кг/м3; Vб.т - вес единицы длины бурильных труб, Н/м; lсв - длина бурильной свечи, м.

Мри групповом приводе буровой установки мощность двигателя (кВт) определяется из выражения

Nдв =Nст + Nн+ Nг.м + Nг               (8.37)

где Nст  - мощность на привод бурового станка, достаточная как для бурения, так и для выполнения спуско-подьемных операций, кВт; Nн - мощность на привод бурового насоса, кВт; Nг.м - мощность на привод глиномешалки, кВт; Nг - мощность на привод генератора (Nπ=0,8÷1,5 кВт).

Пример 8.4. Проверить достаточна ли мощность Nдв=30кВт двигателя, приводящего в действие буровой станок на подъем инструмента для следующих условий: нагрузка на крюк Qкр=40кН; талевая система - с двумя рабочими струнами (uт.с=2); скорость навивки каната на барабан лебедки при подъеме инструмента из скважины V0=0,8 м/с.

Решение. Примем к.п.д талевой системы ηт.с=0,95. Тогда по формуле (8.30)

Мощность двигателя более чем достаточна.

Пример 8.5. Произвести расчет рационального режима подъема бурового инструмента для следующих условий: длина скважины L=600m; буровой станок ЗИФ-650М; нагрузка на крюке Qкр=54721Н; число подвижных струн талевой системы uт.с=2.

Решение. Определим скорости вращения барабана лебедки (скорости навивки каната на барабан). Согласно данным табл.8.1:

V=0,7м/с; V=0,95м/с; V= 1,5м/с; V=2,04м/с; V=2,72м/с; V=3,7м/с; V=4,6м/с; V=6,25м/с.

При двухструнной оснастке скорости подъема бурового инструмента будут равны:

V=0,7/2=0,35м/с, аналогично: V=0,7/2=0,35м/с; V=0,75м/с; V= 1,02м/с; V= 1,36м/с; V= 1,82м/с. На остальных скоростях V>2м/с и производить подъем бурового инструмента не рекомендуется.

Длины бурильных труб, которые могут быть подняты на заличных скоростях при q0=54721 /600=91,2Н/м:

Аналогично: l3=373м; l4=274м; l5=205m; l6=151м.

На I скорости поднимать буровой инструмент нецелесообразно.

На II скорости целесообразно поднимать часть бурильной колонны длиной ∆l2=595-373=222м; на III скорости ∆l3=373-274=99 м; на IV скорости ∆l4=274-205=69 м; на V скорости ∆l5=205-151=54м; на VI скорости -весь оставшийся буровой инструмент длиной 156 м

График рационального режима спуско-подьемных операций приведен на рис.8.1.

Рис.8.1. Гарфики рационального режима спускоподъёмных операций

Пример 8.6. Определить нагрузки на крюк и число свечей, которые могут быть подняты для следующих условий: буровая лебедка ЛБУ-37-1100 (лебедка VI скоростная, номинальная мощность 1000 кВт, используется для бурения на глубину 5000м; частота вращения (ni) ni=45мин-1; n2=70мин-1; n3=111мин-1; n4=168мин-1; n5=257мин-1; n6=407мин-1; диаметр барабана D6=0,84м); оснастка 4x5; uт.с=8; вес подвижной части талевой системы Рт.с=100кН; lс.в=25и; бурильные трубы диаметром 114мм, qб.т=300Н/м (или 0,3 кН/м)

Решение. Подъемная сила (в кН) на крюке при различных скоростях его подъема по формуле (8.34)

Аналогично для остальных частот вращения будем иметь Vk2=0,384м/с; Vk3=0,61м/с; Vk4=0,923м/с; Vk5=1,41м/с; Vk6=2,236м/с.

Скорость навивки каната на барабан при оснастке 4x5 составит Vн(I)=Vкр·8=0,25·8=0,25·8=2м/с; аналогично Vн(II)=3,07м/с; Vн(III)=4,88 м/с; Vн(IV)=7,44 м/c; Vн(V)=1,28м/с; Vн(VI)= 17,88м/с.

По формуле (8.35) ηт.с= 1-0,02·8=0,84.

Приняв мощность на подъемном валу лебедки ЛБУ-1100 Nл=0,8АNmax=0,8·1000=800кВт и к.п.д. лебедки ηл=0,9 по формуле (8.33) получим.

Вес колонны, который может быть поднят на различных скоростях:

аналогично Qk3=892кН; Qk4=555кН; Qk5=329кН; Qk6=170кН.

Определим число свечей, которое может быть поднято, например, ни III скорости. Примем, что в компоновку нижней части бурильной колонны входят УБТ, вес которых Qубт=380кН (УБТ диаметром 203 мм в внутренним диаметром 100мм), а ρбр=1500кг/м3.

Торговый дом АУМАС