2.5 Разработка гидравлической программы промывки скважины

2. 5 Разработка гидравлической программы промывки скважины

 

 

Порядок расчета с использованием модели Шведова-Бингама.

По формуле (2. 40) определяем скорость потока бурового раствора в элементах циркуляционной системы.

По формулам (2. 41), (2. 42) рассчитываем число Хедстрема для потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве и трубах.

По формуле (2. 43) рассчитывается критическое число Рейнольдса.

По формулам (2. 44), (2. 45) рассчитываются критические скорости течения промывочной жидкости в кольцевом пространстве и трубах.

По формулам (2. 46), (2. 47) рассчитывались потери давления в кольцевом пространстве для ламинарного потока.

По формулам (2. 48) – (2. 50) рассчитывались потери давления в трубах для турбулентного потока.

По формулам (2. 51)–(2. 53) рассчитывались потери давления в бурильных замках.

По формулам (2. 54)-(2. 55) рассчитывались потери давления за бурильными замками.

По формуле (2. 56) рассчитывались потери давления в наземной обвязке.

 По формуле (2. 57) рассчитаны суммарные потери давления на всех участках циркуляционной системы.

,                                                   (2. 40)

где v – скорость течения на участке, м/с;

F – площадь поперечного сечения, м².

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с.

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с.

,                          (2. 41)

где τ ₀ – динамическое напряжение сдвига бурового раствора, Па;

ρ _бр – плотность бурового раствора, кг/м³;

D_c – диаметр скважины, м;

d_н – наружный диаметр бурильной колонны, м;

η – пластическая вязкость, Па·с.

;

;

;

.

,                                       (2. 42)

где d – диаметр канала труб, м.

;

;

;

.

Re_кр=7, 3Не^{0, 58}+2100.                            (2. 43)

 (Re_к)_кр=7, 3·76320^{0, 58}+2100=7057;

(Re_к)_кр=7, 3·103880^{0, 58}+2100=8028;

(Re_к)_кр=7, 3·151786^{0, 58}+2100=9486;

(Re_к)_кр=7, 3·120476^{0, 58}+2100=8560;

Re_кр=7, 3·30613^{0, 58}+2100=5018;

Re_кр=7, 3·43568^{0, 58}+2100=5681;

Re_кр=7, 3·97261^{0, 58}+2100=7806;

Re_кр=7, 3·147948^{0, 58}+2100=9377.

.                             (2. 44)

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с.

.                                          (2. 45)

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с.

Поскольку в кольцевом пространстве v_в< (v_к)_кр – режим течения бурового раствора ламинарный. В УБТ и бурильных трубах v_в> v_кр – режим течения бурового раствора турбулентный.

,                                   (2. 46)

где l_к – длина участка, м;

β _к – безразмерный коэффициент [1], зависящий от числа Сен-Венана, рассчитываемого по формуле (2. 38):

.                                           (2. 47)

;

β _к=0, 43;

 МПа.

;

β _к=0, 53;

 МПа.

;

                                              β _к=0, 55;     

 МПа.

;

β _к=0, 50;

 МПа.

 

,                                     (2. 48)

где λ – коэффициент гидравлических сопротивлений, рассчитываемый по формуле (2. 49):

,                                                     (2. 49)

где Re – число Рейнольдса для потока в трубах, рассчитываемое по формуле (2. 50):

.                                          (2. 50)

;

;

 МПа.

;

;

 МПа.

;

;

 МПа.

;

;

 МПа.

,                                       (2. 51)

где i_з – количество замков;

ξ – коэффициент местного гидравлического сопротивления, рассчитываемый по формуле (2. 52):

,                                          (2. 52)

где d_min – минимальный диаметр проходного канала высаженного конца трубы, м.

,                                                   (2. 53)

где l_т – длина одной трубы, м.

;

;

 МПа.

;

;

 МПа.

,                                   (2. 54)

где i_бз – количество замков;

ξ _к – коэффициент местного гидравлического сопротивления, рассчитываемый по формуле (2. 55):

,                             (2. 55)

где D_з – наружный диаметр замка, м.

,                                                  (2. 56)

где l_т – длина одной трубы, м.

;

;

 МПа.

;

;

 МПа.

 

р_цс= Σ а_iρ _брQ²,                               (2. 57)

где a_i - коэффициент сопротивления элемента циркуляционной системы, м^-4.

Приняты: стояк диаметром 127 мм а₁=1, 8·10⁵ м^-4; буровой рукав диаметром 76 мм а₂=1, 2·10⁵ м^-4; вертлюг с проходным отверстием диаметром 90 мм а₃=0, 43·10⁵ м^-4; ведущая трубы с диаметром проходного канала 82, 5 мм а₄=1, 0·10⁵ м^-4.

Р_цс=(1, 8·10⁵+1, 2·10⁵+0, 43·10⁵+1, 0·10⁵)1060·0, 020²=0, 19 МПа.

Потери давления в бурильной головке приняты по аналогии с потерями давления в долотах с центральной промывкой р_д=0, 71 МПа [1].

р_Σ =р_т+р_к+р_бз+р_кбз+р_цс+р_д=2, 54+0, 21+0, 55+0, 02+0, 19+0, 71=4, 22 МПа.   (2. 58)

Принят буровой насос УНБТ-600 с диаметром втулок 160 мм, р_нм=16, 5 МПа.

2. 6 Обоснование выбора комплектной буровой установки

 

 

Вес колонны труб рассчитывается по формуле (2. 50):

G=lq,                                                    (2. 59)

где l - длина колонны, м;

q – вес одного погонного метра труб, Н/м.

Вес кондуктора:

G_к=700·593=0, 42 МН.

Вес эксплуатационной колонны:

G_э=1324·415=0, 55 МН.

Вес бурильной колонны с УБТ:

G_бт+G_убт=300·398+883, 2·306+128·1330+12, 8·1010=0, 57 МН.

Наибольшую нагрузку буровая установка будет испытывать при спуске и подъеме бурильной колонны.

Максимальные нагрузки на крюке рассчитываются по формулам (2. 60) и (2. 61):

МН;                 (2. 60)

 МН.                           (2. 61)

Для бурения скважины выбирается буровая установка БУ 80 БрД с дизельным  приводом, поскольку нагрузка от наиболее тяжелой колонны меньше максимальной.

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: