Рисунок 4 – График затрат времени на спуск бурильной колонны за время бурения скважины глубиной 2000 м в зависимости от механической скорости спуска

Максимальная скорость крюка ограничивается требованиями техники безопасности и имеет вид

ʋ_k _max = (0,53 ÷ 0,8) (4)

При l_с = 25 м максимальная скорость ʋ_k _max = 2,65÷4 м/с.

Кроме того, при больших скоростях движения колонны в скважине создается гидродинамическое давление, зависящее от вязкости бурового раствора, соотношения диаметров бурильной колонны и скважины, состояния стенок скважины и др. Резкое изменение давления может привести к осложнениям в скважине.

Максимальная механическая скорость подъема крюка ограничивается наибольшей скоростью намотки каната на барабан для обеспечения равномерной его укладки. При современных системах с намоткой каната в несколько рядов ʋ_k _max = 20 м/с. Скорость смотки каната допускается более высокая (≥ 30 м/с).

Из приведенного видно, что не механические, а средние скорости СПО определяют техническое совершенство спуско-подъёмного комплекса. Для современных буровых установок средние скорости спуска и подъема ʋ_{к ср} = 0,28÷0,3 м/с, т. е. скорости, обеспечивающие спуск или подъем 1000 м бурильной колонны в течение 1 ч.

При СПО подъемный комплекс должен обеспечить подъем бурильной колонны наибольшего веса на минимальной механической скорости, а экономически рациональные механические скорости подъема ʋ_{к ср п} – требуемую среднюю скорость подъема.

Минимальную механическую скорость подъема крюка, которую должна обеспечивать подъемная система, найдем следующим образом. Механические скорости подъема крюка на каждой передаче лебедки

ʋ_к1 = l_с / t₁; ʋ_к2 = l_с / t₂; …; ʋ_к_i = l_с / t_i (5)

Время подъема колонны минимальное в том случае, когда подъем на длину каждой свечи будет производиться с использованием всей располагаемой мощности на крюке, т. е. при N_k = P_ki∙ ʋ_к_i = const. Заменяя в этом выражении нагрузку от веса колонны P_k = Sl_iq_c и подставляя скорость подъема ʋ_k из выражения (6), получим:

(6)

Отношение всех нагрузок на крюк к общему машинному времени подъема T_п = t₁ + t₂ + … + t_i можно представить в виде:

(7)

Найдем из этого выражения время подъема на минимальной механической скорости СПО колонны на длину свечи l₁ = 2T_п / (S + 1) тогда минимальная механическая скорость подъема ʋ_k₁ может быть рассчитана по формуле

или (8)

где S – число свечей в колонне; ʋ_к1, ʋ_к2, …, ʋ_к_i – механические скорости подъема колонны на длину одной свечи при соответствующей передаче, м/с; t₁, t₂,…, t_i – машинное время подъема бурильной колонны на длину первой, второй и последующих свечей, с; l_с – длина свечи, м; q_c – вес 1 м свечи, Н.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒