Выбор типа и модели долота и его промывочного узла
Анализируя горные породы (известняк пористо-кавернозный, песчано-алевролитный, сильно трещиноватый) по твердости, категории абразивности выбираем вооружение долота для средних абразивных пород (СЗ). Промывочный узел долота для данного типа пород принимаем симметричный с гидромоноторными насадками. Исходя из этих данных выбираем трехшарошечное долото с симметричной гидромониторной промывкой.
Обоснование типа бурильных труб и компоновки бурильной колонны, а также напряжений при бурении скважины
мм
принимаем диаметр турбобура DT = ….. мм
принимаем диаметр стальных и легкосплавных бурильных труб:
мм
принимаем диаметр УБТ: ________________
Определяем период вибраций при роторном бурении:
ТН - период продольных зубцовых вибраций долота недеформируемом забое при бурении ротором, с
tn - величина шага зубцов на периферийном венце шарошки долота, м
R - радиус долота, м
n - частота вращения долота, об/мин
с
ТД - период продольных зубцовых вибраций долота с учетом деформируемости забоя, с
Рассчитаем длину труб УБТ для роторного бурения:
Также определены длины УБТ для роторного бурения можно найти по формуле:
Для роторного бурения 
-вес 1 метра УБТ
Для определения периода крутильных колебаний при турбинном бурении воспользуемся формулой:
Рассчитаем длину труб УБТ:
с - скорость звука в материале труб УБТ (с=5100 м/с)
l1 - длина бурильного инструмента от забоя до УБТ, м
l2 - длина бурильного инструмента от забоя до верхней осевой опоры турбобура, м
Принимаем длину УБТ: l УБТ ≈ …… м.
Рассчитаем длину стальных труб:
G - осевая нагрузка на долото, Н
GУ - вес УБТ, Н
Gз - вес забойного двигателя, Н
b - коэффициент учитывающий Архимедову силу
Принимаем длину стальных труб: lП = …….
Рассчитаем длину труб ЛБТ:
Принимаем длину ЛБТ: ………..
Определяем растягивающие напряженияв верхнемсечении колонны (из труб ПК и Д16-Т) при наиболее тяжелых условиях для колонны, когда колонна поднимается из искривленной скважины с относительно большой скоростьюпри циркуляции жидкости (буровые насосы включены) вскважине:
,
где: Кд - коэффициент динамичности при подъеме или спуске колонны;
Fтл - площадь поперечного сечения тела ЛБТ, м2;
;
dнл, dвл - наружный и внутренний диаметры ЛБТ (Д.16-Т), м;
qу - вес 1 м УБТ, Н;
qл, lл - вес 1 м и длина ЛБТ соответственно, Н/м и м;
bл - величина b для ЛБТ;
Рт, Рд - соответственно перепад в турбобуре и долоте Па;
Fв - площадь поперечного сечения канала труб, м2;
Gтр - величина сил трения колонны о стенки скважины (силы сопротивления, которые определяются расчетным или опытным путем), Н.
После расчетаsр проверяем выполнение условия:
,
где: sт - предел текучести рассчитываемых на прочность труб (в нашем примере - для ЛБТ), МПа или Па;
Производим статический расчет с учетом растягивающих и касательных напряжений, т.е. рассчитывают результирующее напряжение (Gрез)
,
t - постоянные касательные напряжения от суммы моментов, появляющихся при вращении бурильного инструмента, МПa, или Па.
Проверяют условие:
,
где: Кр - коэффициент запаса прочности для колонны при роторном бурении;
Кр = 1,40...2,2 в зависимости от условий работы бурильного инструмента (колонны); Кр - учитывает запас прочности от действия на колонну статических напряжений.
Определяем мощность, расходуемую на вращение колонны,
,
где: Сn - коэффициент учитывающий влияние величины зенитного угла скважины на Nв (табл. 1.2);
gж - удельный вес промывочной жидкости, Н/м3;
n - частота вращения колонны, об/мин;
Dc - диаметр скважины, м;
Lк, lу - длина бурильных труб и УБТ, соответственно, м;
lн, lну - наружный диаметр бурильных труб и УБТ, м;
Находим вращающий момент на трение долота о стенки скважины:
;
.
Рассчитываем сумму вращающих моментов на вращение колонны (Мв) и на Мо:
,
где: 
- в единицах 1/с;
Определяем напряжение t по формуле:
Находим sрез:
и проверяем условие:
Рассчитываем колонну на выносливость согласно условию:
где: Кр.в - коэффициент запаса прочности для колонны на выносливость;
Кр.в = 1,5
sв - предел прочности материала бурильных труб;
s-1 - предел выносливости трубы при симметричном нагружении колонны от изгибающих усилий;
sи - изгибающие переменные напряжения в бурильных трубах, МПа;
sв, s-1 в МПа.
Рассчитываем sи и фактическую величину Кр.в (Кр.в.ф):
Е - модуль упругости (Юнга), Па;
Проверим запас прочности колонны на выносливость для случая, когда искривленный участок скважины расположен в ее верхней части:
;
.
Рассчитаем запас прочности колонны в сечении над УБТ:
