Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 169
Скачиваний: 0
образующегося при разбуривании глинистых пачек (самозамес), которые залегают в следующих интервалах: 100—130; 450—600
и 1200-1500 м.
Конструкция скважины |
Диаметр |
Глубина |
Диаметр |
колонны, мм |
спуска, м |
долота, мм |
|
Кондуктор ................................................... |
325 |
150 |
445 |
Промежуточная колонна............................ |
219 |
1100 |
295 |
Эксплуатационная колонна .................... |
146 |
2000 |
190 |
Содержание песка в глинистых пачках считать равным 10%. Плотность глины угл = 2,6 г/см3.
Решение. Определим общий объем глинистого раствора, потреб
ный для проводки скважины, |
|
|
|
|
Тгл. р - Т ч + |
Тж+ 7 бур + aVСКВ- |
|||
Значения букв, входящих в формулу, приведены в задаче 26. |
||||
V |
бур = n i L \ + |
п 2Ь 2 + |
. . . |
+ n n L n . |
Согласно СУСН |
(табл. 4В, |
графа |
II), |
имеем: пг = 0,68; п2 = |
=0,30; п3 = 0,12.
Тогда
F6yp = 0,68 • 150 + 0,30 • 950 + 0,12 • 900 = 495 м3.
|
nD\ |
А - |
ь г + |
|
n.D\ |
Ln- |
|
|
. . . |
||||
Подставляя численные значения, получаем |
|
|||||
3,14 • 0,4452 |
150 |
3,14-0,2952 950- |
3,14-0,1902 |
900 = 116 м3. |
||
Принимая V4 = |
35 м3; |
Рж = |
5 м3; |
а = |
2, находим |
|
ТГл. р = 35 + 5 + 495 + 2 |
• 116 = 767 м3. |
Определим весовое количество глинопорошка влажностью п = = 10%, потребное для приготовления 767 м3 глинистого раствора.
у |
Угл (Угл. р— Ув) |
|
- ГЛ’ Р |
Угл— Ув ( 1 — и + гаугл) |
|
|
2 ,6 (1 ,2 - 1 )________ ? 7 7 |
т. |
2,6 —1 (1 —0,1 + 0,1 •2,6) |
|
Определим объем глинистых пачек, подлежащих разбуриванию согласно принятой конструкции скважины.
Угл = 0,785 (0,4452 • 30 + 0,2952 • 150 + 0,1902 •300) = 22,8 м3.
52
Вес чистой глины, подлежащей разбуриванию (без учета 10% песка), составляет
<?гл = (1 - щ) Yi-л^гл= (1 - 0 ,1 ) 2,6 • 22,8 = 53,3 т.
Таким образом, для приготовления 767 м3 глинистого раствора необходимо получить следующее количество глинопорошка:
Qrn = (?гл — (?рл = 277 — 53,3 = 223,7 т.
Определим объем глинистого1ИНИСТОГО раствора] |
, |
полученного в результате |
|
самозамеса: |
"Угл |
Ув |
|
|
|||
в;л. р = QW Угл (Угл. р |
Ув) |
||
ГТЯшр = 53,3 |
(2, 6 - 1) |
|
■164 м3. |
2,6 ( 1,2- 1) |
|
Следовательно, необходимо получить с глинозавода 223,7 т глино порошка или раствора в количестве
Пл. р = Бгл. р - VI*' р = 767 - 1 6 4 = 603 м3.
Количество воды, потребное для приготовления 164 м3 глинистого раствора самозамесом, составляет
VI = V'T„. р ■Угл~ Угл; х> = |
164 |
2,6 — 1 |
= 144 м3. |
||
|
Угл — Ув |
|
|
||
Количество воды для |
приготовления |
603 |
м3 глинистого раствора |
||
из глинопорошка равно |
|
|
|
|
|
v i = у ; л р • |
р _ |
603 |
2,6 |
-1 2 = 528 мз |
|
|
Угл — Ув |
|
— 1 |
|
Общее количество воды составляет
VB= v i rf v ; = 144 + 528 = 672 м3.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН ПРИ БУРЕНИИ РОТОРНЫМ И ТУРБИННЫМ СПОСОБАМИ
Задача 29. |
Определить потери давления при промывке скважины |
глинистым раствором удельного веса угл = 1 , 2 гс/см3 (1200 кгс/м3), |
|
если глубина |
скважины 2100 м. Бурение ведется турбобуром |
Т12МЗБ-9" с |
применением бурильных труб диаметром 140 мм с тол |
|||||
щиной стенки 6 = |
9 |
мм, долотом D a = |
295 мм. Над турбобуром уста |
|||
новлено |
1у = |
100 м |
УБТ |
диаметром |
D y = 203 мм. Расход буровой |
|
жидкости |
Q |
= |
30 |
л/с, |
структурная вязкость раствора т] = |
= 1 • 10_ 3 кгс - с/м2, динамическое напряжение сдвига т0 = 0,816 кгс/м2
53
Решение.
Определение потерь давления в бурильных трубах
Определим режим течения глинистого раствора в бурильных тру бах по формуле
Re* = |
Угл. р |
|
|
|
г ( , | + ^ г ) |
где угл> = 1,2 гс/см3 (1200 кгс/м3) — удельный вес глинистого рас твора; f Tp — средняя скорость течения жидкости в трубах.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4<? . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nd2 » |
|
|
|
|
Q |
= |
30 л/с (0,03 м3/с) — расход |
промывочной жидкости; |
d = |
|||||||||
= |
140 — 2-9 = 122 мм = |
0,122 м — внутренний диаметр бурильных |
|||||||||||
труб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда |
|
|
|
|
4 • 0,03 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
vТр |
|
|
|
2,57 м/с; |
|
||||
|
|
|
|
|
3,14-0,1222 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
g = |
9,81 м/с2 — ускорение силы тяжести. |
|
|
|
|||||||||
|
Подставляя данные, |
получаем |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Re* |
|
|
|
1200-2,57-0.122 |
|
= 5170. |
|
||||
|
|
|
|
1 ■10~3 |
0,816-0,122. \ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 • 2,57 |
) |
|
|
|
|
Следовательно, режим течения турбулентный. |
|
|||||||||||
|
П р и м е ч а н и е . |
При |
обобщенном критерии |
Рейнольдса Re* << 2300 |
|||||||||
режим течения будет ламинарным, а при Re* > |
2300 — турбулентным. |
|
|||||||||||
|
Определим потери давления в бурильных трубах по формуле |
||||||||||||
|
|
|
|
Ртр= 82,6Хтр^ % - Ь ^ у гл. р, |
|
||||||||
где |
|
L = 2100 м — глубина |
скважины; |
1у = |
100 м — длина |
УБТ; |
|||||||
Хтр — безразмерный |
коэффициент |
гидравлических сопротивлений |
|||||||||||
трубы. Атр — при |
турбулентном |
режиме |
определяется по формуле |
||||||||||
|
|
|
, |
|
0,08 |
_ |
|
0,08 |
|
0,0237; |
|
||
|
|
|
тр~ |
7/ к |
^ |
|
75170 |
“ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
при |
ламинарном |
режиме |
|
|
|
64 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
тр - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R e* |
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . Б. С. Филатов при турбулентном режиме предлагает принимать Атр равным 0,017—0,025 в зависимости от концентрации твердой фазы в растворе. Так, для глинистых растворов с угл. р = 1,15—1,25 гс/см3 ре комендуется принимать Ятр = 0,018—0,020, для утяжеленных растворов Ххр = = 0,017—0,018, а для растворов малого удельного веса Хтр = 0,020—0,025.
54
Подставляя значения, получаем |
|
|||
ртр = 82,6.0,0237 |
302 ( 2100- 100) 1,2 = 15,7 кгс/см2. |
|||
|
|
12, 2® |
|
|
Обозначив |
|
|
|
|
Л |
82,бХТр |
82,6 •0,0237 |
725-10-8, |
|
атр= |
55 |
1 2 ,25 |
||
|
получим коэффициент потерь давления в бурильных трубах. Для раз - личных диаметров бурильных труб и некоторых производительностей насосов коэффициенты потерь давления атр приведены в табл. 17 приложения.
Определение потерь давления в кольцевом пространстве
Определим режим течения глинистого раствора в кольцевом про странстве
Re* = Угл. Р V K . П (Д Д |
D ) |
|
Д д - Д |
\ |
’ |
6%. п |
/ |
|
где vK_п — средняя скорость течения жидкости по кольцевому про странству.
4 Q |
. |
' |
УК. Л— Я(£>2—£2) »
Dд = 0,295 м — диаметр скважины (долота); D = 0,140 м — наруж ный диаметр бурильных труб; Q = 0,03 м3/с — расход промывочной жидкости.
|
4 •0,03 |
0,568 м/с. |
||
’к - п |
|
|||
3,14 (0,2952 - 0 ,1402) |
|
|||
Подставляя данные, получаем |
|
|
||
Re* = |
1 2 0 0 -0 ,5 6 8 (0,295 — 0,140) |
= 282, |
||
1 - 1 0 - » + 0,816 0,295 — 0.140 |
||||
9,81 |
|
|||
|
|
6 •0,568 |
|
т. е. режим течения ламинарный.
Определим потери давления в кольцевом пространстве по формуле
<?2 ( Ь - Щ Рк. п — 82,6Як пУгл. р (йд-7))3(Дд+Р)2 »
где Хк п — коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства; Як п при ламинарном режиме течения определяют по формуле
_ 80 _ |
80 |
0,284. |
'к. п— Re* |
282 |
55
Для турбулентного режима, |
|
0,12 |
|
|
||
|
|
к- п ~ |
у ш * ’ |
|
|
|
и в области квадратичного трения Хк п = 0,025. |
|
|
||||
Подставляя значения, |
получаем |
|
|
|
||
Л . „ = 82,6-0,284.1,2 |
|
302 (2100—100) |
7,12 кгс/см2. |
|||
(2 9 ,5 - 1 4 ,0)3 (2 9 ,5 + 1 4 ,0)2 |
||||||
|
|
|
||||
Обозначив |
|
|
|
|
|
|
82,6ЯК. п |
: |
у |
82,6 • 0,284 |
|
32,9-Ю -8, |
|
п === (2>д—£*)з (Лд + Я )2 |
(29,5— 14,0)3 (29,5+ 14,0)2 |
получим коэффициент потерь давления в кольцевом пространстве. Для различных диаметров долот, бурильных труб и некоторых про изводительностей насосов коэффициенты потерь давленияг в кольце вом пространстве ак п приведены в табл. 16 приложения.
Определение потерь давления в трубах УБТ
Эти потери наиболее удобно определять по методу эквивалентных длин по формуле
I - i J L
ь. у — ‘у аь >
где 1у = 100 м — длина утяжеленных бурильных труб; d — 12,2 см — внутренний диаметр бурильных труб; dy = 10 см — внутренний диаметр утяжеленных труб.
12,25 ч У у = 100 . 105 = 305 м.
Потери давления в утяжеленных бурильных трубах определяют по формуле
Q2h. у
Ру = 82,6Хтр ^ 5 'Угл. р»
где Ятр — 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических сопро тивлений трубы.
Подставляя данные, получаем |
|
ру = 82,6 • 0,0237 |
1,2 = 2,39 кгс/см2. |
12,25 |
|
Обозначив |
|
82,бЯтр1э . у |
|
йуБТ : = |
dHZ |
найдем коэффициент потерь'давления в трубах УБТ
„ |
82,6 • 0,0237 • 305 |
о o-i л п-в |
а у Б Т = |
12,25-100 |
= 2 , 2 1 - 1 0 • |
56