Расчет бурильной колонны на прочность

Осевая нагрузка на долото, МН;                                   Р_д = 0,10 МН;

Вес турбобура ДРУ2 – 172PC, МН;                              G_т = 0,01 МН;

Вес 1 м. УБТ, МН;                                                          g_убт = 0,00156 МН;

Вес долота, МН;                                                              G_д = 0,00046 МН;

Глубина по стволу, м;                                                     L = 2990 м.

 

2.8.1 Определяем длину УБТ:

 

                                        (35)

 

С учетом опыта бурения на данном месторождении L_УБТ = 9,45 м.

2.8.2 Определяем вес УБТ:

                                                                                      (36)

 

 

2.8.3 Определяем длину ТБПК

 

                                                      (37)

 

где Q_Р – допустимая растягивающая нагрузка, МН

 

                                                                                                (38)

 

Q_пр - предельная нагрузка, МН

Q_пр = 1,25 МН

n - коэффициент запаса прочности,

n=1,35

K - коэффициент, учитывающий влияние трения, сил инерции и     сопротивления движению раствора,

K=1,15

ρ_бр - плотность бурового раствора,

ρ_бр=1120 кг/м³

ρ_м - плотность материала труб,

ρ_м = 7850 кг/м³

Р_т - перепад давления в турбине, МПа

Р_т = 6,5 МПа,

F_к - площадь поперечного канала трубы, м²

F_к = 0,00933 м²

g_тбпк - вес 1 метра ТБПК

 

 

 

 

Учитывая опыт бурения на данном месторождении принимаем L_тбпк = 2287 м.

2.8.4. Определяем растягивающее напряжение на устье:

 

                                          (39)

 

 

где Р_Т - усилие от веса долота, турбобура, УБТ

                                                      (40)

μ = 0,25

 

Р_и2 - дополнительное усилие через участок падения зенитного угла, МН

 

                          (41)

                                                                                        (42)

 

Р_Н - дополнительные усилия при движении колонны по наклонно-направленному участку, МН.

 

                                       Р_Н = Q_бт(μ sinα_max + cosα_max), МН                        (43)

 

P_Н=0,9679(0,25×sin24,362+cos24,362)=0,9815 МН

 

P_u1 - дополнительное усилие при движении колонны через участок начала кривизны, МН

 

              (44)

α₀ - зенитный угол в начале 2-го участка, град

α₀ = 0

                                                                                      (45)

 

                                                                                    (46)

 

 

Р_В - вес колонны на вертикальном участке, МН

                                                                                              (47)

 

 

 

2.8.5 Проверяем условие прочности

                                                                                                (48)

предел текучести для СБТ=650 МПа

 МПа

Следовательно, условие прочности удовлетворяет запасу прочности.