- •Гидравлический расчет циркуляционной системы в процессе бурения скважины
- •1. Разбивка ствола скважины на интервалы
- •2. Методика гидравлического расчета
- •2.1. Определение диаметра скважины
- •2.2. Выбор плотности промывочной жидкости
- •2.3. Расчет коэффициентов потерь давления в элементах бурильной колонны
- •2.4. Определение расхода промывочной жидкости
- •2.5. Выбор диаметра цилиндровых втулок насоса
- •2.6. Выбор типа турбобура
- •2.7. Определение коэффициентов гидравлических сопротивлений при движении жидкости по трубам и в кольцевом пространстве
- •2.8. Нахождение эквивалентной длины бурильной колонны
- •2.9. Определение потерь давления в конце и начале интервала
- •2.10. Определение потерь давления в долоте и выбор гидромониторных насадок
- •2.11. Определение суммарных потерь давления в элементах циркуляционной системы
- •2.12. Вычисление коэффициента загрузки насосов
- •3. Построение графика давлений
- •4. Пример гидравлического расчета промывки скважины
2.7. Определение коэффициентов гидравлических сопротивлений при движении жидкости по трубам и в кольцевом пространстве
Определение внутри бурильных труб.
Сначала находится скорость движения жидкости VТР, м/с, в базовых трубах:
(2.14)
где — внутренний диаметр базовых труб, м; Q — принятая подача насосов, м3/с.
Для нахождения режима течения жидкости определяется приведенное число Рейнольдса:
(2.15)
где — структурная вязкость промывочной жидкости. Па∙с; — динамическое напряжение сдвига, Па. Для технической воды = 0,001 Па∙с, = 0
Если ≥2300, то режим течения турбулентный и находится по формуле
(2.16)
Если <2300, то режим течения структурный и
(2.17)
Определение в кольцевом пространстве.
Скорость движения жидкости в кольцевом пространстве
(2.18)
где dH — наружный средневзвешенный диаметр бурильных труб, м. Приведенное чисто Рейнольдса находится из выражения
(2.19)
Если ≥1600, то режим течения турбулентный и
(2.20)
Если < 1600, то режим течения структурный и
(2.21)
2.8. Нахождение эквивалентной длины бурильной колонны
Эквивалентная длина колонны по трубному пространству состоит из суммы длин, включающей длину базовых труб и эквивалентные длины всех остальных типоразмеров труб и замков, составляющих бурильную колонну. Например, для бурильной колонны, состоящей из стальных труб (они приняты за базовые) двух типоразмеров УБТ и ЛБТ, формула, для нахождения эквивалентной длин(в м) имеет следующий вид
(2.22)
где ,,,— длины соответственно базовых бурильных труб. утяжеленных и легкосплавных, м; ,,, — внутренние диаметры соответственно базовые бурильных труб, утяжеленных и легкосплавных, м; и— эквивалентная длина одного замка у базовых и легкосплавных труб, м.
Эквивалентная длина замков находится как справочная величина (с привязкой к диаметру базовых труб) или рассчитывается по формуле
(2.23)
где — фактическая длина замка, м; —наименьший внутренний диаметр замка, м.
Эквивалентная длина колонны определяется в конце и в начале интервала. При нахождении в формулу (2.22) подставляются длины бурильных труб, составляющие компоновку колонны в конце интервала (показано и табл. 7). При нахождении подставляются длины труб из компоновки, которой начинается бурение рассчитываемого интервала.