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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

=

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;

=

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 = 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