Расчет потерь давления в наземной обвязке

DР = а× Q²× r_ж; (2.19)

 

Потери давления в стояке

a = 3, 35× 10⁵ Па× с²/м³× кг; DР = 3, 35× 10⁵× 0, 03²× 1100 = 0, 33 МПа

Потери давления в шланге

a = 1, 2× 10⁵ Па× с²/м³× кг; DР = 1, 2× 10⁵× 0, 03²× 1100 = 0, 12 МПа

Потери давления в вертлюге

a = 0, 9× 10⁵ Па× с²/м³× кг; DР = 0, 9× 10⁵× 0, 03²× 1100 = 0, 09 МПа

Потери давления в ведущей трубе

a = 1, 8× 10⁵ Па× с²/м³× кг; DР = 1, 8× 10⁵× 0, 03²× 1100 = 0, 18 МПа

Потери давления в манифольде

a = 13, 2× 10⁵ Па× с²/м³× кг; DР = 13, 2× 10⁵× 0, 03²× 1100 = 1, 31 МПа

SDР_обв=0, 33+0, 12+0, 09+0, 18+1, 31=2, 03 МПа

Расчет потерь давления в ЛБТ

 

Внутренний диаметр Д_в = Д_н -2d = 0, 147-2× 0, 009 = 0, 129 м

Площадь проходного сечения S = p× Д_в² /4= 3, 14× (0, 129)² /4= 0, 013 м²

Скорость течения жидкости V = Q/S = 0, 03/0, 013 = 2, 3 м/с

Обобщенный критерий Рейнольса определяются по формуле

 

 

где t₀- динамическое напряжение сдвига

t₀=8, 5× 10^-3r -7=8, 5× 10^-3× 10^-3× 1100 –7=2, 35 Па

h- структурная вязкость

h= 0, 033× 10^-3r-0, 022= 0, 033× 10^-3× 1100-0, 022= 0, 0143 Па× с

Т.к. Re^* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений l определяется по формуле

 

 

Потери давления в ЛБТ

 

Потери давления в замках ЛБТ

Потери давления определяются по формуле (2.19)

 

 

где L_тр - длина труб;

ℓ _т - длина одной трубы

d_н - внутренний диаметр замка

Тогда

DР = 0, 29× 10⁵× 0, 03²× 1100=0, 028 МПа.

 

Расчет потерь давления в СБТ

Потери давления определяются по формуле (2.20)

Внутренний диаметр Д_в = Д_н - 2d = 0, 127-2× 0, 009=0, 109 м

Площадь проходного сечения S = p× Д_в² /4= 3, 14× 0, 109² /4= 0, 0093 м²

Скорость течения жидкости V = Q/S =0, 03/0, 0093 = 3, 3 м/с

Обобщенный критерий Рейнольдса определяется по формуле (2.21)

Т.к. Re < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений l определяется по формуле (2.22)

Потери давления в СБТ

Расчёт потерь давления в замках СБТ

Расчёт проводится по формулам (2.19), (2.23) и (2.24).

DР = 0, 048× 10⁵× 0, 03²× 1100=0, 0047 МПа.

 

Расчёт потерь давления в УБТ

Расчёт проводится по формулам (2.20) - (2.22).

S = p× Д_в² /4= 3, 14× 0, 08² /4= 0, 005 м²;

V = Q/S =0, 03/0, 005 = 6, 0 м/с;

Т.к. Re^* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений

потери давления в УБТ

Расчёт перепада давления в турбобуре 3ТСШ1-195

Для турбобура 3ТСШ1-195 имеем r_с =1000 кг/м³, Q_с = 30 л/с, DР_с = 3, 9 МПа.

По формуле подобия

 

 (2.25)

 

имеем

 

 

Расчет перепада давления в долоте

 

где f, m_н - площадь сечения и коэффициент расхода промывочных отверстий долота.

Расчёт потерь давления в кольцевом пространстве (КП) против ЛБТ

а) Потери давления в КП между ЛБТ и необсаженным стволом скважины (ЛБТ_I)

Критическая скорость определяется по формуле

 

 

Т.к. V > V_кр, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТ_I рассчитываются по формуле

 

 

 

где Д_г - гидравлический диаметр,

Д_г = Д-d = 0, 2159-0, 147 = 0, 0689 м

Т.к. Re^* < 50000, то

Тогда

б) Потери давления в КП между ЛБТ и кондуктором (ЛБТ_II).

Т.к. V > V_кр = 1, 16 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТ_II рассчитываются по формуле (2.29)

Д_г = Д-d = 0, 2267-0, 147 = 0, 0797 м

Тогда

Расчёт потерь давления в КП против СБТ

Т.к. V > V_кр = 1, 18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против СБТ рассчитывается по формуле (2.29)

Д_г = 0, 2159-0, 127 = 0, 0889 м

Т.к. Re^* < 50000, то

Тогда

 

Расчёт потерь давления в КП против УБТ

Т.к. V > V_кр = 1, 18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против УБТ рассчитывается по формуле (2.29)

Д_г = 0, 2159-0, 178 = 0, 0379 м

Т.к. Re^* < 50000, то

Тогда

 

Расчёт потерь давления в КП против турбобура

Т.к. V < V_кр = 1, 18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против турбобура рассчитывается по формуле (2.29)

Д_г = 0, 2159-0, 195 = 0, 0209 м

Т.к. Re^* < 50000, то

Тогда

Для удобства все расчётные значения сводим в табл. 2.8

 

Таблица 2.8 - Расчеты результатов

Элементы циркуляционной системы	L, м	d, мм	D, мм	S, м2	V, м/с		Re*	l	DR, МПа
1	2	3	4	5	6		7	8	9
Манифольд	–	–	–	–	–		–	–	1, 31
Стояк	–	–	–	–	–		–	–	0, 33
Грязевый шланг	–	–	–	–	–		–	–	0, 12
Вертлюг	–	–	–	–	–		–	–	0, 09
Квадрат	–	–	–	–	–		–	–	0, 18
ЛБТ	2616	129	147	0, 013	2, 3		9000	0, 024	1, 42
СБТ	504	109	127	0, 009	3, 3		14527	0, 023	0, 64
УБТ	72	80	178	0, 005	6, 0		27046	0, 022	0, 37
Турбобур	25, 7	–	–	–	–		–	–	4, 3
Долото	–	–	f = 5, 3× 10-4 м2; mu = 0, 92						2, 1
к.п. турбобура	25, 7	195	215, 9	0, 0067		4, 5	6418	0, 025	0, 34
к.п. УБТ	72	178	215, 9	0, 012		2, 5	5150	0, 026	0, 17
к.п. ЛБТ необсажен.	1926	147	215, 9	0, 02		1, 5	3520	0, 027	0, 93
к.п. ЛБТ обсаженное	690	147	215, 9	0, 023		1, 3	2975	0, 028	0, 22
к.п. СБТ	504	127	215, 9	0, 024		1, 25	2943	0, 028	0, 14
SDR									12, 7

 

Выбор бурового насоса

Выбор бурового насоса производится из условия обеспечения расхода бурового раствора, не ниже расчетного, при расчетном давлении. По результатам гидравлических расчетов для успешного доведения скважины до проектной глубины требуется насосы, развивающие производительность Q ³ 0, 03 м³/с при давлении Р ³ 12, 7 МПа.

По таблице 56 выбираем буровой насос с [P] = 13, 9 МПа при диаметре втулок d_вт = 170 мм –У8-6МА.

Заключительной стадией гидравлического расчета скважины является построение НТС – номограммы.

Для этого занесем в таблицу теоретические и фактические подачи и давления насоса при различных диаметрах втулки.

Теоретические подачи и давления насоса берем из таблицы 56.

Фактическая подача определяется по формуле:

где к – коэффициент, учитывающий работу насоса на всасывании (к = 0, 85);

Q – теоретическая подача.

Таблица 2.9 - Давления и подачи У8-6МА

Диаметр втулки, мм	Допустимое давление, МПа	Теоретическая подача, м3/с	Фактическая подача, м3/с
160	16	0, 0317	0, 0269
170	13, 9	0, 0355	0, 03018
180	12, 2	0, 0404	0, 03434

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: