шламу з кільцевого простору, потрібно задати швидкість потоку, що перевищує швидкість вітання, тобто щоб швидкість частинки Vч була більше нуля. На підставі практичних даних цю швидкість приймають рівною 20 - 30% швидкості витання:
ч=(0,2 - 0,3) VВ=0,25 * 0.64=0.16 м/с
Визначаємо швидкість потоку:
п=Vч + Vв=0.16 + 0.64=0.8 м/с
Витрата промивної рідини
. Оскільки застосовується роторний спосіб буріння, приймемо в формулі коефіцієнт? рівним 0,4 м/с. Виходячи з умов всмоктування, коефіцієнт наповнення візьмемо рівним 1.
2. Визначаємо витрату промивної рідини з умови виносу шламу при мінімальному зовнішньому діаметрі труб бурильної колони d н=0,127 м і заданої швидкості потоку v п=0,81 м/с за формулою:
(0,2142 - 0,1272) 0,8=0,0186 м3/с.
. Визначаємо витрату промивної рідини з умови очищення вибою свердловини:
Вибір діаметра циліндрових втулок насоса.
За найбільшому значенню Q=0,0186 м3/с вибираємо діаметр втулок бурових насосів. На практиці часто з двох встановлених насосів використовують один, а інший перебуває в резерві. Однак якщо гідравлічна частина насосів буде надійною, то для підведення більшою гідравлічної потужності до долоту, забезпечуючи Q? 0,0186 м3/с, доцільно застосовувати обидва насоса. У даному прикладі розрахунки проведені при роботі одного насоса.
Приймаємо діаметр втулок 140 мм і визначаємо подачу одного (n=1) насоса при коефіцієнті наповнення m=1 за формулою:
Знайдена подача прийнятна, оскільки вона не менше подач, отриманих вище за формулами. Тоді мінімальна швидкість рідини в кільцевому каналі за ТБПВ
Щільність промивної рідини, що застосовується при розбурюванні заданого інтервалу, слід визначати, виходячи з наступних двох умов створення протитиску, що перешкоджає притоку в свердловину пластових рідин і газів; запобігання гідророзриву найбільш слабких пластів.
Виходячи з умови створення протитиску, що перешкоджає притоку в свердловину пластового флюїду, щільність промивної рідини визначиться за формулою:
У подальших розрахунках приймемо р=1 029 кг/м3
Розраховану за формулою щільність необхідно перевірити на відповідність другій умові, з якого випливає, що тиск промивної рідини в затрубному просторі проти кожного пласта
повинно бути менше тиску, необхідного для гідророзриву даного пласта. Друга умова записується таким чином:
Де, вміст рідини в шламожідкостном потоці без урахування відносних швидкостей
РГ - тиск гідророзриву (поглинання) пласта
- втрати тиску при русі промивної рідини в затрубному просторі на шляху від підошви розглянутого пласта до гирла свердловини, Па
Rш - щільність шламу, кг/м2
LП - глибина залягання підошви розглянутого пласта від гирла, м
Uм - механічна швидкість буріння, м/с.
Оскільки значення і j залежать від витрати промивної рідини, то перевірити друга умова можна тільки після встановлення подачі насосів.
=0.0223/0.785 * 0.015 * 0.2142 + 0.0223=0.976
Розрахунок втрат тиску в елементах циркуляційної системи.
Загальні втрати тиску D р при русі промивної рідини в елементах циркуляційної системи визначаються з виразу
Де, - втрати тиску на тертя по довжині в трубах і кільцевому просторі, Па
Dрмт Dрмк - втрати тиску в місцевих опорах в трубах і кільцевому просторі, Па
Dр0 - втрати тиску в наземній обв'язці, Па
Dрд - втрати тиску в промивних отворах долота, Па
Dрг - різниця між гідростатичного тиску стовпа рідини в кільцевому просторі і трубах, Па
Для визначення величини? обчислюємо лінійні і місцеві втрати тиску в затрубному просторі до глибини залягання підошви слабкого пласта. Визначаємо критичне значення числа Рейнольдса
промивної рідини Reкр, при якому відбувається перехід від структурного режиму до турбулентного для течії в кільцевому каналі:
За ТБПВ
За УБТ
Обчислюємо дійсні числа Рейнольдса при перебігу рідини в кільцевому просторі за формулою:
=
=4 * 1029 * 0.0233/3.14 (0.214 + 0.127) * 0.022=4071
За УБТ
3 615
Так як отримані значення, то рух рідини скрізь у кільцевому каналі відбувається при ламінарному режимі. Визначимо числа Сен-Венана за формулою:
За ТБПВ
=3.14 * 12 *
* (0.214-0.127) 2 (0.214 + 0.127) /4*0.022*0.0233=47
За УБТ
Визначаємо коефіцієнт bКП за графіком:
Малюнок 1
За ТБПВ bКП=0.3, за УБТ bКП=0.1
Розраховуємо втрати тиску по довжині каналу:
За ТБПВ
=4 * 12 * 1620/0.3 * (0.214-0.127)=0.73 МПа
За УБТ <...
