- •Москва, 2012 г. Задание
- •Варианты заданий
- •Конструкция скважины
- •Условные схемы соединительных элементов
- •Расчетная схема циркуляции жидкости
- •Длина вертикальной проекции убт
- •Геометрические характеристики участков движения промывочной жидкости
- •Геометрические характеристики поперечных сечений участков
- •Линейные геометрические характеристики участков
- •Начальное напряжение сдвига пж
- •Абсолютная вязкость промывочной жидкости
- •Объёмный расход промывочной жидкости
- •Массовый расход жидкости
- •Массовый расход шлама на всех участках
- •Плотность смеси на всех участках
- •Коэффициент линейных сопротивлений на всех участках
- •Линейная потеря давления на всех участках
- •Коэффициент местных сопротивлений движению пж снаружи и внутри сэ на всех участках
- •Литература
Начальное напряжение сдвига пж
Если ПЖ – техническая вода (ТВ), то τ0 = 0, = 1000 кг/м3. Если ПЖ – глинистый раствор (ГР), то в соответствии с производственными данными можно принять:
при < 1200 кг/м3
τ0 = 1,4 Па,
при = 1200 – 1800 кг/м3
при = 1800 – 2300 кг/м3
Абсолютная вязкость промывочной жидкости
Если ПЖ – ТВ, то
, Па ∙ с –
– эмпирическая формула Ж. Л. М. Пуазёйля.
Если ПЖ – ГР, то в соответствии с производственными данными можно принять:
при < 1200 кг/м3
μ0 = 0,00221 Па ∙ с,
при = 1200 – 1800 кг/м3
μ0 = (ρ – 1150) ∙ 44,2 ∙ 10-6, Па ∙ с,
при = 1800 – 2300 кг/м3
μ0 = (ρ – 1450) ∙ 69,7 ∙ 10-6, Па ∙ с.
Средняя скорость движения потока промывочной жидкости на участке i=1
В соответствии с производственными данными можно принять:
V1 = 0,3 – 0,5 м/с – при промывке скважины ГР;
V1 = 0,5 – 0,7 м/с – при промывке скважины ТВ.
Принимаем V1 = … м/с.
Объёмный расход промывочной жидкости
Для охлаждения долота и очистки забоя скважины от шлама
Q1 = а · π · Dс2/4 = … м3/с = … л/с,
а = 0,35 – 0,5 м/с при роторном и электробурении;
a = 0,5 – 0,7 м/с при бурении гидравлическими забойными электродвигателями.
Для выноса шлама на поверхность
Q1 = V1 f1 = … м3/с = … л/с.
Для охлаждения БК, очистки забоя и выноса шлама на поверхность
Q ≥ Q3,
где Q – выбранное значение объёмного расхода.
Принимаем Q = … л/с = …м3/с.
Массовый расход жидкости
Массовый расход шлама на всех участках
для участков i = 1–3:
для участков i = 4–7: .
Средняя скорость жидкости на всех участках i = 1–3, 5–7
Плотность смеси на всех участках
ρсм i = ρ ∙ (1 – Ψ ) + ρш ∙ Ψ , кг/м3
На участках i = 5–7: Ψ=0.
Числа Сен-Венана, Рейнольдса и Хедстрёма для течения промывочной жидкости на участках i = 1–3, 5–7
Число Сен-Венана учитывает силы трения в трубопроводах.
Число Рейнольдса характеризует отношение кинетической энергии потока жидкости (газа) и напряжения сдвига.
Число Хедстрёма характеризует взаимосвязь касательной силы трения на поверхности трубопровода, вязкости и плотности жидкости (газа).
Режим течения промывочной жидкости на участках i = 1–3, 5–7
–
эмпирическая формула Е.М. Соловьёва.
Для ТВ:
C = 2100 для круглых сечений;
C = 1600 для кольцевых сечений.
Для ГР:
C = 2100 для круглых и кольцевых сечений.
Если Rei ≥ Reкрi , то режим течения жидкости на участке турбулентный.
Если Rei < Reкрi , то режим течения жидкости на участке ламинарный (НЖ) или структурный (БЖ).
Коэффициент линейных сопротивлений на всех участках
Для участков i = 1–3, 5–7:
Если режим течения промывочной жидкости на участке турбулентный, то
–
полуэмпирическая формула А.Д. Альтшуля.
Если режим течения промывочной жидкости на участке ламинарный или структурный, то
λi = a ∙ (1 + Seni / 6) / Rei ,
где a = 64 для круглых сечений;
a = 96 для кольцевых сечений.
Для участка i = 4:
λi = 0.