Вибір та розрахунок водоприймаючої частини свердловини
Розрахунок водоприймальної частини.
Так як потужність пласта більше 10 метрів, то приймаємо діаметр водоприймальної частини, а розраховуємо довжину.
Q – дебіт свердловини; d – діаметр водоприймаючої частини; Vф - допустима швидкість фільтрації води; W – шпаруватість фільтра. Приймаємо W рівною 1.
Кф - коефіцієнт фільтрації, м / добу; коефіцієнт фільтрації приймаємо рівним - Кф = 5 м/добу.
Vф = 65 • 3 / 5 = 111,2 м 3 / Добу = 4,7 м 3 / год
Діаметр каркаса фільтра за ГОСТом на обсадні труби приймаємо Ø 114 мм.
dк – діаметр каркасу
) - товщина обсипання приймаємо = 50 мм
Діаметр отворів = 3 • 0,25 = 0,75
Довжина надфільтрової труби приймається рівною з умови її виходу з під черевика експлуатаційної колони не менше ніж на 5 м, тому приймаємо довжину надфільтрової труби - 14,5 м. Довжину відстійника приймаємо рівною 9,5м.
Загальна довжина фільтра дорівнюватиме:
Перевірка фільтру за його водопропускною здатністю: повинна виконуватися умова f>Q, у свою чергу
Фільтр задовольняє заданим умовам оскільки 22,11>21.
Вибір водопідйомної установки.
Умови роботи водопідйомників у період відкачування та постійної експлуатації не однакові. У першому випадку вода зазвичай містить багато механічних домішок, у другому – вона повинна бути вільна від них. Тривалість відкачування порівняно з терміном експлуатації свердловини мізерно мала. Крім того, в процесі відкачування і кількості води, що відбирається, і динамічний рівень сильно змінюються. Під час експлуатації вони близькі до постійного. Тому для дослідного відкачування слід використовувати в першу чергу ерліфти, а для постійної експлуатації насоси з більш високим ККД. Відповідно дорекомендаціями щодо вибору типу водопідйомної установки для постійної експлуатації приймаємо занурювальний відцентровий насос типу ЕЦВ.
Розрахунок ерліфта.
1. Визначаємо глибину занурення змішувача від рівня виливу
h – глибина динамічного рівня води від рівня виливу
k – коефіцієнт занурення. приймаємо = 2,5
2. Визначення питомої витрати повітря
с – коефіцієнт, що залежить від коефіцієнта занурення = 13,1
V0=50/(13,1•lg((50•(2,5-1)+10)/10))=4,11 м 3 на один м 3 піднятої води
3. Повна витрата повітря
4. Пусковий тиск повітря
де h0 – глибина статичного рівня води
5. Робочий тиск повітря
6. Витрата емульсії безпосередньо вище форсунки
7. Витрата емульсії при виливі
8. Площа перерізу водопідйомної труби біля форсунки
v1 - швидкість руху емульсії у форсунки. Приймаємо = 2,1 м/с
9. Площа перерізу водопідйомної труби біля виливу
v1 - швидкість руху емульсії на виливі. Приймаємо = 7 м/с
10. Внутрішній діаметр водопідйомної труби
Приймається діаметр водопідйомних труб рівним 76 мм ГОСТ 6238-77.
Діаметр повітропровідних труб приймаємо рівним 27 мм. ГОСТ 3262-75.
11. Продуктивність компресора:
12. Робочий тиск компресора
13. Розрахункова потужність на валу компресора
N0 - Питома потужність = 1,18 кВт.
14. Справжня потужність на валу компресора
15. Коефіцієнт корисної дії установки
Приймаємо як компресор для ерліфта компресор КТ-7.
Розрахунок водопідйомника.
Вибір марки водопідйомника визначається по дебіту свердловини та натиску, який має розвинути насос.
Нм – манометричний натиск
НГД -геодезична висота подачі
Нвр - втрати напору
hі – висота виливу
hд - динамічний рівень
hі – висота виливу
Н - Довжина напірного трубопроводу.
hз - заглиблення насоса під динамічний рівень, приймаємо = 5м.
Експлуатаційні втрати: Не = 0,08 - Нм = 0,08 - 65,5 = 5,24 м.
Загальний тиск дорівнює Ноб = Нм + Не = 65,5 +5,24 = 70,74 м.
Виходячи з даних розрахунку напірної характеристики, яку необхідно забезпечити, приймаємо відцентровий занурювальний насос марки ЕЦВ8-25-100, який відповідає нашим вимогам.
Діаметр водопідйомної труби 76 мм.
Робоча характеристика насоса наведена у графічній частині проекту.
Модернізація насоса
Надлишок напору: Н = Н н м-Нм = 100-70,74 = 29,26 м.
Напір, що розвивається одним ступенем насоса: Н1 = Ннм / Nст = 100/7 = 14,3 м.
Кількість сходів, що знімаються: )Nст =)Н/Н1=29,26/14,3=2,046
Вибір способу буріння та проектна конструкція свердловини.
Вибір способу буріння проводиться на основі попереднього вивчення геолого-технічних умов буріння, а також раніше пробуреним на даній території свердловин і відповідно до рекомендацій щодо вибору способу буріння. Приймаємо роторний спосіб буріння з прямим промиванням.
Проектування конструкції свердловини при роторному способі буріння.
1. Діаметр водоприймаючої частини свердловини:
2. Уточнюємо діаметр долота для буріння водоприймальної частини за ГОСТом на долота: dвч = 214 мм.
3. Внутрішній діаметр експлуатаційної колони визначають за умови наявності зазору між долотом та колоною
4. Зовнішній діаметр експлуатаційної колони
Уточнюємо діаметр за ГОСТом.
5. Діаметр долота для буріння під експлуатаційну колону:
де dек м -діаметр муфти експлуатаційної колони
б – зазор між стінками свердловини та зовнішньою поверхнею муфти
6. Діаметр долота для буріння під експлуатаційну колону уточнюють за ГОСТом:
7. Внутрішній діаметр напряму:
8. Уточнюємо внутрішній та зовнішній діаметр напряму за ГОСТом на обсадні труби:
9. Вибираємо діаметр долота для буріння під напрямок
10. Уточнюємо діаметр долота для буріння під направлення за ГОСТом на долота:
11. Глибину буріння під напрямок приймаємо Lн = 6 м.
12. Довжина експлуатаційної колони
Нкр – глибина покрівлі залягання водоносного горизонту.
hз – глибина заглибки у водоносний горизонт.
Вибір бурового обладнання та інструменту.
Вибір бурової установки здійснюється з таким розрахунком, щоб значення таких параметрів технічної характеристики, як глибина буріння, початковий і кінцевий діаметри буріння відповідали (були більше або рівні) значенням аналогічних параметрів конструкції свердловини. Враховуючи вищесказане, вибираємо установку УБВ-600.
Технічні характеристики бурової установки УБВ-600.
| Параметри | Значення |
| Основний спосіб буріння | Обертальний з промиванням |
| Глибина буріння | 600 м. Діаметр 114 мм. |
| Рекомендовані діаметри свердловин, мм: початковий-кінцевий- | |
| Транспортна база | КрАЗ - 257 (2 шасі) |
| Силовий привід | ЯМЗ-238 2 двигуни 150х2 |
| Щогла | Похила телескопічна |
| Висота до осі кронблока | 22,4 |
| Довжина бурильної труби/свічки, м | |
| Механізм обертання | Ротор |
| Частота обертання (основніпередачі), про/хв | 105, 183 |
| Кількість передач основних та допоміжних | 2/3 |
| Крутний момент, кгс•м | |
| Буровий насос | 9МГр-61 - 2 насоси |
| Подача максимальна, л/с | |
| Тиск максимальний, кгс/см3 | |
| Компресор | КТ-7 |
| Подача, м 3 /хв | 5,3 |
| Тиск, МПа | 0,8 |
Проводимо перевірку установки на вантажопідйомність перевіркою умови Qk убт = 0,7 • 214 = 149,8 мм.
Уточнюємо за ДСТУ d в убт = 178 мм.
Уточнюємо за ГОСТом d ек убт = 203 мм.
Вибір конкретних типорозмірів породоруйнівного інструменту здійснюється залежно від властивостей гірських порід та діаметрів буріння за проектною конструкцією свердловини з урахуванням існуючої номенклатури за діючими ГОСТами та галузевими нормалями.
Приймаємо за ГОСТом 20692-75 такі долота:
Для буріння під напрямок – Д490СГ.
Для буріння під Експлуатаційну колону – Б-349,2 СЦВ.
Для буріння приймаємо долото 3Л-214.
Вибір очисного агента.
Технологія буріння.
Підготовчі роботи
Все бурове та допоміжне обладнання розміщують на спеціальному майданчику. Розміщуються заземлення, водяні ємності, будинок-гуртожиток, бурова установка.