Расчет мощности на выполнение спускоподъемных операций и определение рациональной скорости подъема инструмента

Талевая система применяется для производства спускоподъемных операций, когда нагрузка на крюк Gкр от веса бурового снаряда или обсадной колонны превышает грузоподъемность лебедки бурового станка Рл.

Для выбора оснастки талевой системы рассчитывают количество подвижных ветвей каната в оснастке:

;

где Gкр — нагрузка на крюк при подъеме бурового снаряда, H; Рл — грузоподъемность лебедки, Рл = 20 000 Н; c — к.п.д. талевой системы, с = 0,96−0,97.

Нагрузка на крюк при подъеме бурового снаряда рассчитывается по формуле:

;

где Кпр — коэффициент кривизны буровых труб, Кпр = 1,2; g=9,81 м/с²; L — длина колонны бурильных труб, L=140 м; lo — длина сжатой части колонны бурильных труб, м; q — масса 1 м колонны бурильных труб, q=8,24 кг/м; q₀ — масса 1 м труб, весом которых создается требуемая нагрузка на ПРИ, кг/м; с — плотность промывочного агента, с=1040 кг/мі;

с_м — плотность материала труб, для сплава 36Г2С с_м=7850 кг/мі.

L₀ и q₀ рассчитываются по следующим формулам и.

.

где, а — коэффициент, учитывающий глубину скважины, а=1,4; Р — осевая нагрузка на ПРИ, Р=431,36 даН;

м;

;

Подставив все данные в формулу, получим. В данном случае используется оснастка 0Х1.

С целью сокращения времени на спускоподъемные операции оснастку талевой системы следует применять с определенной глубины, которую можно рассчитать по формуле:

м;

Следует производить бурение на прямом канате.

Мощность двигателя на подъем бурового снаряда рассчитывается по формуле:

;

где Vк — скорость подъема крюка, м/с; л — коэффициент перегрузки двигателей, л=1,5−2,0; - к.п.д. передач от двигателя до крюка, рассчитывается по формуле: =0,9?0,96=0,864.

Скорость подъема крюка рассчитывается по формуле:

?2 м/с;

где V_бi — скорость навивки каната на барабан лебедки на i передаче, V_бi=0,45; 1,8 м/с. Отсюда скорость подъема крюка Vкi=0,45; 1,8 м/с.

Для определения рационального режима подъема бурового снаряда следует рассчитать длину бурового снаряда, который может быть поднят при различных частотах вращения барабана лебедки,.

[м].

где N — мощность приводного двигателя, N=44 000 Вт; нагрузка на крюке от 1 метра поднимаемого бурового снаряда: Gkp/L=13 580/140=97 Н/м;

L₁=(44 000•0,846)/(97 •0,45)=1136 м; L₂=(44 000•0,846)/(97 •1,8)=284 м;

Далее рассчитывается длина бурового снаряда (количество свечей), поднимаемого на каждой скорости работы лебедки при условии полного использования возможностей буровой лебедки и мощности двигателя установки:

l₁=L-L₂=1136−284=852 м; n₁=852/9,4=90 шт.