Гидравлический расчет промывки скважины

1. Определение потерь давления в ЛБТ

Режим течения бурового раствора в бурильных трубах определяется по формуле (45):

, (45)

где d – внутренний диаметр бурильных труб;

V_тр – средняя скорость течения жидкости в трубах, м/с;

ρ_б.р. – плотность бурового раствора, г/см³;

g – ускорение свободного падения м/с².

Средняя скорость течения жидкости в трубах определится по формуле (46):

, (46)

где Q – расход жидкости, л/с.

При Re >2300, то режим течения будет турбулентным.

Определяем потери давления в ЛБТ по формуле (47):

, (47)

где l _тр – коэффициент гидравлических сопротивлений трубы

при r_б.р. = 1,15-1,25 г/см³ рекомендуется l _тр = 0,020-0,025;

при r_б.р. < 1,15 г/см³ рекомендуется l _тр = 0,018-0,020;

при r_б.р. > 1,25 г/см³ рекомендуется l _тр = 0,017-0,018.

1. Определение потерь давления в бурильных трубах по формуле (48):

, (48)

1. Определение потерь давления в утяжеленных бурильных трубах по формуле (49):

(49)

1. Определение потерь давления в кольцевом пространстве

Средняя скорость течения жидкости по кольцевому пространству определится по формуле (50):

, (50)

где D_д – диаметр долота, мм;

D_тр – наружный диаметр бурильных труб, мм;

Режим течения бурового раствора в кольцевом пространстве определяется по формуле (51):

(51)

Коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства при ламинарном режиме течения определится по формуле (52):

(52)

Определяем потери давления в кольцевом пространстве по формуле (53):

, (53)

где L_УБТ – длина утяжеленных бурильных труб, м;

Н – глубина скважины, м.

1. Определение потерь давления в бурильных замках

Потери давления в замковых соединениях определяются через эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле (54):

, (54)

где l_тр = 0,025 – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений замка. В данном случае этот коэффициент равен коэффициенту гидравлических сопротивлений труб, т.к. внутренний диаметр бурильных труб с высаженными наружу концами и внутренний диаметр замка примерно равны;

L – длина колонны бурильных труб, м;

l_З. – среднее расстояние между замками, м;

l_Э.З. – эквивалентная длина замкового соединения (м) определяется по формуле (55):

(55)

где k - эквивалентная длина, выраженная в долях внутреннего диаметра труб (выбирается по таблице 7).

1. Определение потерь давления в промывочных отверстиях долота

Потери давления в промывочных отверстиях долота определяем по формуле (56):

(56)

где F – суммарное сечение промывочных отверстий долота, определяется в зависимости

от диаметра долота, см² (выбирается по таблице 8).

1. Определение потерь давления в турбобуре

Величина потерь давления в турбобуре складываются из потерь давления в верхнем узле турбобура и перепада давления в турбобуре при данной подаче насосов, т.е.

(57)

, (58)

где а_ПТ – коэффициент потерь давления в верхнем узле турбобура (а_ПТ =24,0*10^-5).

(59)

где А_р - коэффициент перепада давления в турбобуре, который определяется по формуле (60):

, (60)

1. Определение потерь давления в обвязке буровой установки

В элементы поверхностной обвязки циркуляционной системы входят манифольд, стояк, буровой рукав, вертлюг, ведущая труба. Потери давления в этих элементах рассчитываются по формуле (61):

(61)

где r_б.р. - плотность бурового раствора, г/см³

Q- подача бурового насоса, л/с

а – коэффициент потерь давления (выбирается по таблице 9).

Следовательно, общие потери в обвязке буровой установки будут равны:

, (62)

где ΔР_м – потери давления в манифольде;

ΔР_ст – потери давления в стояке;

ΔР_б.р.– потери давления в буровом рукаве;

ΔР_в – потери давления в вертлюге;

ΔР_в.тр.– потери давления в ведущей трубе.

Таким образом, суммарные потери давления во всей циркуляционной системе: (63)

Таблица 7 – Эквивалентная длина замка бурильных труб

Диаметр бурильных труб, см	k эквивалентная длина
номинальный	внутренний
16,8	15,23	19,4
	15,03	16,0
	14,63	28,8
14,0	12,20	28,8
	12,33	23,8
	11,93	23,8
11,4	9,83	34,2
	9,43	59,0
8,9	7,10	121,0
	6,7	148,0
7,3	6,72	31,0

Таблица 8 – Площадь промывочных каналов долот

Номинальный диаметр долота, мм	165,1	171,4	190,5	215,9	244,5	269,9	295,3
Суммарное сечение промывочных каналов, см^2	6,0	9,0	10,0	13,5	17,0	17,0	17,0

Таблица 9 – Коэффициенты потерь давления

Стояк	Буровой рукав	Вертлюг	Ведущая труба	Манифольд
Æ мм	а×10^-5	Внутр. Æ мм	а×10^-5	Æ проход. отверст. мм	а×10^-5	Услов. Æ мм	Æ проход. отверст. мм	а×10^-5	Æ мм	а×10^-5
	16,9		36,4		27,2			16,5	-	-
	9,7		4,57			10,2	-	-
	3,35	63,5	2,93		1,1			1,8		13,3
	1,2		0,9
	1,07		0,93		0,7			0,9		2,3
	0,52		0,44
	0,4		0,28		0,29			0,4		1,2

Дата добавления: 2014-01-05