Визначення індивідуальних норм витрат електроенергії на бурові роботи

ДЕРЖАВНИЙ ГЕОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені

Курс: «Економія паливно-енергетичних ресурсів»

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА № 1

ТЕМА: «Визначення індивідуальних норм витрат електроенергії на бурові роботи»

Варіант № 2

Виконав: студент групи

Керівник: професор

-2005р .-

Вихідні дані:

1. Розрахунок потужності на руйнування вибою при алмазному бурінні при використанні ПРИ ЗІФ - 1200 МР:

, Де

- Коефіцієнт руйнування вибою, що дорівнює 1,2 - 1,3. Так як ми визначаємо питомі витрати, то приймемо його дорівнює 1,25;

- Коефіцієнт тертя коронки про породу. При алмазному бурінні межі його зміни від 0,25 до 0,35. Приймаються ;

- Осьова навантаження задається з поверхні, кН. Приймаються 20 кН;

- Кутова швидкість бурового інструменту, рад / с. Приймаються 35,186 рад / с;

- Відповідно зовнішній і внутрішній діаметр коронки, м.

Приймаються , .

2. Розрахунок потужності на обертання бурильної колони:

, Де

- Коефіцієнт, що враховує властивості промивальної рідини «поліакриламідні розчини + емульсоли». Приймаються ;

- Вага 1 м бурильних труб, кН / м. Приймаються ;

- Діаметр бурильних труб, м. Приймаються ;

- Зовнішній діаметр коронки, м. Приймаються ;

- Довжина бурильної колони, що дорівнює середній глибині інтервалу буріння, м. Приймаються ;

- Інтенсивність викривлення свердловини, град / м. Приймаються ;

- Кут нахилу свердловини до горизонту, град. Приймаються ;

- Радіальний зазор між бурильними трубами і стінками свердловини, м:

Приймаються ;

- Кутова швидкість бурового інструменту, рад / с. Приймаються 35,186 рад / с;

- Осьова навантаження задається з поверхні, кН. Приймаються 20 кН.

Отже потужність на обертання бурильної колони буде дорівнює:

3. Розрахунок потужності бурового верстата при бурінні:

, Де

- Втрати потужності у верстаті при холостому ході обертача, кВт. Приймаються 1,6 кВт.

- Потужність на руйнування вибою, кВт;

- Потужність на обертання бурильних труб;

- Коефіцієнт втрати потужності у верстаті при передачі навантаження обертача.

4. Втрати потужності в двигуні верстата при бурінні:

, Де

- Номінальна потужність електродвигуна верстата, кВт.

Приймаються

- Потужність на валу електродвигуна, кВт. Приймаються

5. Потужність на валу маслонасоса дорівнює:

, Де

- Тиск в гідросистемі верстата, кПа. Приймаються .

6. Втрати потужності в електродвигуні маслонасоса. При :

- Номінальна потужність електродвигуна маслонасоса, кВт.

Приймаються

- Потужність на валу маслонасоса, кВт. Приймаються

7. Тепер знаходимо потужність на роботу маслонасоса:

8. Розрахуємо потужність, споживану приводом бурового верстата і маслонасоса при бурінні:

9. Тиск, що розвивається насосом при подачі промивної рідини в свердловину:

де

- Коефіцієнт додаткових втрат. Приймаються ;

- Відповідно швидкості руху рідини в бурильних трубах, кільцевому затрубному просторі і колонковому зазорі, м / с;

- Відповідно, питома вага промивної рідини в бурильних трубах і в затрубному просторі, кН / м ^3. Приймаються рівній 1,05 г / см ³ = 10,5 кН / м ^3;

- Прискорення вільного падіння, м / с ^2;

- Відповідно, коефіцієнти гідравлічних опорів в бурильних трубах, кільцевому просторі і колонковому зазорі

( );

- Довжина бурильної колони, що дорівнює середній глибині інтервалу буріння;

- Довжина однієї бурильної труби;

- Коефіцієнт додаткових опорів через наявність шламу в рідині;

- Відповідно діаметри коронки і колонкової труби, м;

- Опору в обв'язці, колонкової трубі і коронці, кПа.

Приймаються 300.

Швидкості руху рідини (м / с) визначаються за формулами:

- В бурильних трубах

- В кільцевому затрубному просторі

- У колонковому зазорі

10. Втрати потужності в електродвигуні бурового насоса при навантаженні на валу:

, Де

- Номінальна потужність електродвигуна маслонасоса, кВт.

Приймаються

- Потужність на валу маслонасоса, кВт. Приймаються

11. Потужність, споживана двигуном бурового насоса з мережі:

, Де

- Загальна подача насоса, м ³ / с;

- Тиск, що розвивається насосом при подачі в свердловину промивної рідини, кПа;

- Загальний ККД насоса при частоті обертання колінчастого валу, що забезпечує подачу , І тиск ;

- Втрати потужності в електродвигуні насоса при навантаженні на валу.

12. Корисно витрачається енергія при виконанні СПО:

, Де

- Коефіцієнт, що враховує витрати енергії на тертя при прослизанні пускового диска щодо гальма підйому і на роботу труборазворота;

- Коефіцієнт, що враховує втрати енергії в талевої системі;

- Коефіцієнт, що дорівнює 1 м;

- Довжина бурильної свічки;

- Вага 1 м бурильних труб, кН / м. Приймаються ;

- Коефіцієнт, що враховує вага з'єднання бурильних труб;

, - Відповідно, щільність промивної рідини і матеріалу бурильних труб, т / м ^3;

- Коефіцієнт тертя бурильних труб об стінки свердловини;

- Вага елеватора і талевого блоку;

- Глибина свердловини на початку і в кінці рейсу;

- Середній зенітний кут свердловини на заданій глибині, град:

, Де

- Початковий зенітний кут закладення свердловини, град;

- Інтенсивність викривлення свердловини, град / м;

Отже, знайдемо корисно затрачену енергію при виконанні СПО:

13. Середня потужність на СПО визначається через енерговитрати на підйом бурового снаряда в рейсі:

, Де

- Корисно витрачається енергія при виконанні СПО рейсу;

- Коефіцієнт, що характеризує втрати потужності у верстаті при передачі лебідки, що відповідає середній швидкості виконання СПО;

- Втрати потужності у верстаті при нульовому навантаженні лебідки ан передачі, що відповідає середній швидкості виконання СПО, кВт;

Час виконання СПО дорівнює сумі тимчасових витрат на спуск, підйом і підготовчо-заключні операції:

, Де

- Норма часу відповідно на спуск і підйом бурового снаряда, год;

- Норма часу відповідно на підготовчі операції перед спуском і підйомом бурового снаряда на один рейс, год;

- Норма часу відповідно на заключні операції перед спуском і підйомом бурового снаряда на один рейс, год;

14. Втрати в електродвигуні верстата при виконанні СПО:

, Де

- Номінальна потужність електродвигуна верстата, кВт.

Приймаються

- Середня потужність на СПО, кВт. Приймаються

15. Потужність, споживана електродвигуном верстата (лебідки) з електромережі при виконанні СПО:

Оскільки поглиблення свердловини за рейс становить 2 метри, то енерговитрати, пов'язані з виконанням операції нарощування колони бурильних труб, враховуються у витратах енергії на СПО.

16. Сумарний час виконання операцій, пов'язаних зі споживанням електроенергії буровою установкою при :

, Де

- Норма часу на буріння 1 м;

- Норма часу на заміну породоруйнуючого інструменту;

- Поглиблення свердловини за рейс.

17. Питомі технологічні витрати електроенергії на буріння інтервалу при і :

, Де

- Сумарна потужність, споживана з електромережі приводом бурового верстата і маслонасоса при бурінні на середній глибині інтервалу;

- Потужність, споживана приводом насоса з електромережі при бурінні і промиванні свердловини на середній глибині інтервалу;

- Потужність, споживана з мережі на висвітлення бурового будівлі та робочого майданчика;

- Коефіцієнт, що враховує тривалість світлового дня:

, Де

- Тривалість світлового дня, ч. Приймаються рівну 9,6 ч.

Тоді

- Сумарний час споживання електроенергії буровою установкою в рейсі;

- Потужність споживана з мережі при виконанні СПО;

- Час виконання ВПЗ в рейсі, що включає підйом і спуск бурового снаряда, а також підготовчо-заключні операції при спуску і підйомі бурового снаряда.

18. Витрати електроенергії на буріння i-го інтервалу свердловини:

, Де

- Питомі витрати електроенергії на буріння i-го інтервалу;

- Величина i-го інтервалу буріння.

Тоді витрати електроенергії на буріння інтервалу 175-177 м складуть: