Пример расчета характеристики турбобура
| Условия задачи | Требуется определить характеристику и вариант сборки тур бобура для следующих условий: 1. Интервал бурения 1500 - 3000 м 2. Типоразмер долота III215.9СГВ 3. Удельный момент на долоте 0,0125 м 4. Расход бурового раствора 30 л/с (0,030 м3/с) 5. Плотность бурового раствора 1,15 г/см3 (1150 кг/см3) 6. Осевая нагрузка на долото 160 кН (16 тн) 7. Частота вращения долота 400 - 450 об/мин (6,7-7,5 с') 8. Диаметр турбобура 195 мм 9. Количество турбинных секций 3 10. В наличии имеются ступени турбин диаметром 195 мм: 26/16,5-195 (от турбобура ЗТСШ 1-195) А7Н4С (от турбобура А7Ш) ТВМ-195 (высокомоментная) |
| Этапы расчета | Результаты расчета |
| Тормозной момент турбобура | Ms = 2mG = 2 х 0,0125 х 160 х 103 = 4000 Нм |
| Общее количество ступеней турбин | Zs = 3x 110= 330 |
| Требуемый тормозной момент одной ступени турбины | М1 = 4000 /330= 12,12 Н.м |
| Выбор типа турбины по табл. 15.1 | Пересчитав энергетические параметры турбин диаметром 195 мм, имеющихся в наличии и приведенные в табл. 3, на заданные значения расхода и плотности бурового раствора по формулам табл.15.4, сравнив их с требуемой величиной тормозного момента одной ступени турбобура, выбираем для дальнейших расчетов два типа турбин: Л7Н4С и ТВМ-195. Турбина 26/16,5-195 не подходит из-за недостаточной величины крутящего момента. Параметры 1 ступени турбин при Q = 30 л/с и ρ = 1,15 г/см3: -26/16,5-195 Мт= 10,67 Н.м, nx = 14,87 с-1 , p = 0,015 МПа -А7Н4С Мт= 16,65 Н.м nx = 19,8 с-1, p = 0,038 МПа -ТВМ-195 Мт= 14,88 Н.м nx = 19,26 с-1 , p = 0,022 МПа |
| Количество ступеней турбины | А7Н4С - Z = MS/M, =4000/16,65= 240 ТВМ -195 - Z = 4000 / 14,88 = 269 Поскольку количество ступеней турбины обеспечивающее требуемую величину тормозного крутящего момента - 4000 Н.м, оказалось меньше номинального - 330, оставшееся место может быть заполнено ступенями гидродинамического торможения ГТ, тем более, что частота у вращения выбранных типов турбин превышает необходимую величину. |
| Количество ступеней гидроторможения ГТ | А7Н4С - ZГТ = 330 - 240 = 90 ТВМ-195 – ZГТ = 330 - 269 х 0,92 = 83 В случае с турбиной ТВМ-195 количество ступеней ГТ увеличено на 8 %, т.к. осевая высота ступени этой турбины на 8 % меньше, чем у серийных турбин |
| Частота вращения на рабочем (экстремальном) режиме | A7H4C-0,5 nx/(l +ZГT/Z) = 0,5x 19,8/(1 + 90/240) - 7,2с1 = = 432 об/мин ТВМ-195- 0,5 х 19,26/(1 + 83/269) = 7,35с-1 = 441 об/мин |
| Перепад давления на рабочем (экстремальном) режиме | А7Н4С - Рs = Р + РГТ + Ро = 0,038x240 + 0,0065х 1150х0,032х90 + 0,4x1,15x2,25 = 10,77 МПа ТВМ-195 - 0,022x269 + 0,0065х 1150х0,032х83 + 0,4х 1,15x2,25= = 7,51 МПа |
| Выводы | Разница в величинах перепада давления 10,77 - 7,51 = 3,26 МПа, позволяет сделать выбор в пользу турбобура собранного с турбиной ТВМ-195 (269 ступеней) и ступенями гидродинамического торможения (83 ступени). |
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1267;