IV. Расчет мощности бурового оборудования

После выбора параметров режима бурения необходимо выполнить проверочный расчет затрат мощности выбранного бурового и силового оборудования расходуемую на процесс бурения проектной скважины. Мощность бурового агрегата (двигателя) расходуется на: бурения, в результате которого осуществляется углубка скважины; спуско-подъемные операции; привод бурового насоса или компрессора.

4.1. Определение мощности двигателя , расходуемой на собственно бурения

Мощность двигателя  (в кВт) в процессе вращательного бурения геологоразведочных скважин расходуется на: 

- холостое вращение бурильной колонны ;

-разрушение горной породы на забое скважины ;

- преодоление сопротивлений, возникающих при трении колонны бурильных труб о стенки скважины, .                                   

 =  +  +  , кВт

Расчет затрат мощности на холостое вращение , определяется для различных частот вращения (при n > n0 и n < n0). Для вертикальных и слабонаклонных скважин (до 750) рекомендуются формулы для расчета : - для высоких частот вращения колонны бурильных труб (при n > n0)   

 = (2 𝑞  + 0,8 𝑞𝛿 )  𝐿, кВт

где L – проектная глубина скважины, м; q – масса 1 м бурильной колонны, кг;  – диаметр бурильных труб, м;  – коэффициент, учитывающий влияние смазки и промывочной жидкости, =0,8 при использовании смазки КАВС и эмульсии, =1,5 при отсутствии смазки; δ - радиальный зазор между стенками скважины и бурильных труб, м.

где  – наружный диаметр бурильных труб, м.;  – диаметр скважины, м.

- для высоких частот вращения колонны бурильных труб (при n > n0)

- для низких частот вращения колонны бурильных труб (при n < n0)

 =     𝑞 nL, кВт

Расчет затрат мощности на разрушение горной породы на забое скважины .  

Мощность на разрушение породы при бурении зависит от типа породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения. 

При бурении твердосплавными коронками затраты мощности (кВт) на забое определяются по формуле:

 = P n  (0,137 + 𝜇), кВт

где Р – осевая нагрузка на коронку, даН; n – частота вращения коронки, мин-1;  – средний диаметр коронки, м.; μ – коэффициент трения резцов коронки о породу на забое скважины.  

Расчет затрат мощности на преодоление сопротивлений, возникающих при трении колонны бурильных труб о стенки скважины, .

   = 2,45 ∙ 10−3𝛿𝑃𝑛, кВт

Рассчитанная затрачиваемая мощность меньше номинальной мощности выбранного станка (13,9<30, кВт), значит решение выбора данного была верной.