Условные схемы соединительных элементов
а) – ниппельное соединение бурильных труб; б) – муфтовое соединение бурильных труб; dсэ, Dсэ – внутренний и наружный диаметры соединительных элементов; dбт, Dбт – внутренний и наружный диаметры бурильных труб; Dс – диаметр скважины; 1 – круглый (в поперечном сечении) поток жидкости; 2 – кольцевой (в поперечном сечении) поток жидкости; 3 – области (зоны) вихрей.
III. Расчетная схема циркуляции жидкости
I – буровой насос; II – манометр; III – предохранительный клапан; IV – емкость (зумпф); V – фильтр с обратным клапаном (храпок); VI – система очистки промывочной жидкости. Магистраль разделена на 7 (i = 1,2,…7) участков движения жидкости. i – номер участка движения. Участки i = 5-7 в поперечном сечении круглые, а участки i = 1-3 – кольцевые. i = 1 – между обсадной и бурильной колоннами; i = 2 – между стенками скважины и бурильной колонной; i = 3 – между стенками скважины и УБТ; i = 4 – на забое скважины и в буровом долоте; i = 5 – внутри УБТ; i = 6 – внутри бурильной колонны; i = 7 – в устьевой обвязке (в подводящей линии от бурового насоса до колонны бурильных труб). Pиi – избыточное давление при входе на i-ый участок движения. Pн – давление, развиваемое насосом. P0 – атмосферное давление.
IV. Длина вертикальной проекции УБТ hУБТ = HУБТ ∙ (hС – hОК) / (НС – НОК), м
V. Геометрические характеристики участков движения промывочной жидкости
a. Геометрические характеристики поперечных сечений участков V.1. Диаметр скважины
DC = DД, м
V.2. Площадь проекции забоя скважины на плоскость, перпендикулярную её оси
V.3. Площадь и эквивалентный диаметр поперечного сечения потока промывочной жидкости
Для круглого сечения геометрическим диаметром d: В гладкой части магистрали, i = 5, 6, 7
Внутри соединительного элемента колонны БТ, i = 6
Для кольцевого сечения, имеющего геометрические диаметры D и d: В гладкой части магистрали, i = 1– 3
Снаружи соединительного элемента колонны БТ, i = 1, 2
b. Линейные геометрические характеристики участков Длины участков движения: = … м H2 = HC – HОК – HУБТ = … м H3 = H5 = HУБТ = …м H6 = HС – HУБТ = … м = … м Вертикальные проекции участков движения: = … м h2 = hC – hОК – hУБТ = … м h3 = h5 = hУБТ = … м h6 = hС – hУБТ = … м
VI. Начальное напряжение сдвига ПЖ Если ПЖ – техническая вода (ТВ), то τ0 = 0, r = 1000 кг/м3. при r < 1200 кг/м3 τ0 = 1,4 Па,
при r = 1200 – 1800 кг/м3
при r = 1800 – 2300 кг/м3
VII. Абсолютная вязкость промывочной жидкости Если ПЖ – ТВ, то , Па ∙ с – – эмпирическая формула Ж. Л. М. Пуазёйля.
Если ПЖ – ГР, то в соответствии с производственными данными можно принять: при r < 1200 кг/м3 μ0 = 0,00221 Па ∙ с, при r = 1200 – 1800 кг/м3 μ0 = (ρ – 1150) ∙ 44,2 ∙ 10-6, Па ∙ с, при r = 1800 – 2300 кг/м3 μ0 = (ρ – 1450) ∙ 69,7 ∙ 10-6, Па ∙ с.
VIII. Средняя скорость движения потока промывочной жидкости на участке i=1 В соответствии с производственными данными можно принять: V1 = 0,3 – 0,5 м/с – при промывке скважины ГР; V1 = 0,5 – 0,7 м/с – при промывке скважины ТВ. Принимаем V1 = … м/с.
IX. Объёмный расход промывочной жидкости Для охлаждения долота и очистки забоя скважины от шлама Q1 = а · fзаб = … м3/с = … л/с, а = 0,35 – 0,5 м/с при роторном и электробурении; a = 0,5 –0,7 м/с при бурении гидравлическими забойными электродвигателями.
Для выноса шлама на поверхность Q2 = V1 × f1 = … м3/с = … л/с.
Для охлаждения долота, очистки забоя и выноса шлама на поверхность
Q ≥ Q3, где Q – выбранное значение объёмного расхода. Принимаем Q = … л/с = …м3/с.
X. Массовый расход жидкости
XI. Массовый расход шлама на всех участках
для участков i = 1–3:
для участков i = 4–7: .
XII. Средняя скорость жидкости на всех участках i = 1–3, 5–7
XIII. Плотность смеси на всех участках ρсм i = ρ ∙ (1 – Ψ ) + ρш ∙ Ψ , кг/м3 На участках i = 5–7: Ψ=0. XIV. Числа Сен-Венана, Рейнольдса и Хедстрёма для течения промывочной жидкости на участках i = 1–3, 5–7
Число Сен-Венана учитывает силы трения в трубопроводах. Число Рейнольдса характеризует отношение кинетической энергии потока жидкости (газа) и напряжения сдвига. Число Хедстрёма характеризует взаимосвязь касательной силы трения на поверхности трубопровода, вязкости и плотности жидкости (газа). XV. Режим течения промывочной жидкости на участках i = 1–3, 5–7 – эмпирическая формула Е.М. Соловьёва. Для ТВ: C = 2100 для круглых сечений; C = 1600 для кольцевых сечений.
Для ГР: C = 2100 для круглых и кольцевых сечений.
Если Rei ≥ Reкрi , то режим течения жидкости на участке турбулентный. Если Rei < Reкрi , то режим течения жидкости на участке ламинарный (НЖ) или структурный (БЖ). XVI. Коэффициент линейных сопротивлений на всех участках Для участков i = 1–3, 5–7: · Если режим течения промывочной жидкости на участке турбулентный, то
– полуэмпирическая формула А.Д. Альтшуля. · Если режим течения промывочной жидкости на участке ламинарный или структурный, то λi = a ∙ (1 + Seni / 6) / Rei , где a = 64 для круглых сечений; a = 96 для кольцевых сечений. Для участка i = 4: λi = 0. XVII. Линейная потеря давления на всех участках = … ∙ 105, Па – формула Дарси - Вейсбаха.
XVIII. Коэффициент местных сопротивлений движению ПЖ снаружи и внутри СЭ на всех участках – эмпирическая формула Б.С. Филатова. Для участков i = 1, 2, 6: - при DСЭ = DБТ, dСЭ < dБТ (ниппельное соединение БТ) b = 1,5; - при DСЭ > DБТ, dСЭ < dБТ (муфтовое соединение БТ) b = 2; - при DСЭ = DБТ, dСЭ = dБТ (соединение БТ «труба в трубу» или непрерывная колонна БТ без СЭ (колтюбинг)) ξi = 0. Для участков i = 3, 4, 5, 7: ξi = 0. XIX. Местная потеря давления в соединительном элементе на всех участках = … ∙ 105, Па – формула Вейсбаха. XX. Потеря давления на трение в промывочной жидкости на всех участках На участках i = 1–3; 5–7: = … ∙ 105, Па. На участке i = 4: потеря давления на трение ПЖ в буровом долоте PД Pтрi = PД = ρ ∙ VC2/ (2 ∙ μн2) = … ∙ 105, Па, где μн – коэффициент расхода при истечении ПЖ из долота (гидромониторных насадков долота), μн = 0,7 – 0,95. XXI. Механическое давление, расходуемое на подъем шлама на всех участках Pмехi = (ρсмi – ρ) ∙ g ∙ hi = … ∙ 105, Па. XXII. Избыточное давление при входе на все участки = … ∙ 105 Па = … МПа; = … ∙ 105 Па = … МПа; = … ∙ 105 Па = … МПа; Pи4 = Pи3 + Pтр4 = … ∙ 105 Па = … МПа; = … ∙ 105 Па = … МПа; = … ∙ 105 Па = … МПа; = … ∙ 105 Па = … МПа.
XXIII. Давление, развиваемое насосом = … ∙ 105 Па = … МПа,
XXIV. Мощность потока жидкости N = PН ∙ Q = … ∙ 103 Вт = … кВт. XXV. Мощность насоса NН = N / η = … ∙ 103 Вт = … кВт.
XXVI. Мощность двигателя насоса NДВ = NН / ηп = … ∙ 103 Вт = … кВт.
По рассчитанным значениям Q (л/c), Рн (МПа) и Nдв (кВт) производится выбор насоса и сменных втулок насоса. Литература Общие вопросы гидравлики, гидромашин и гидропривода: 1. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. - М.: Стройиздат, 1987. 2. Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод. – М.: Недра, 1991.* 3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.: Машиностроение, 1975. 4. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Учеб. для вузов. – Л.: Энергоиздат, 1982. 5. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учеб. для вузов. – в 2-х кн. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
Промывка скважин жидкостями:
* - имеется в учебном фонде библиотеки МГРИ-РГГРУ
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (436)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |