Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

Для различных диаметров УБТ коэффициенты Оувт приведены

втабл.19 приложения.

Пр и м е ч а н и е . Потери давления в трубах УБТ также можно опреде­ лять аналогично определению потерь давления в бурильных трубах. В этом

случае d = <7у.

Определение потерь давления в бурильных замках

Потери давления в замковых соединениях могут быть определены через эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле

где Ятр = 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических со­ противлений замка. В данном случае этот коэффициент равен коэф­ фициенту гидравлических сопротивлений труб, так как внутренний диаметр бурильных труб с высаженными наружу концами и внутрен­ ний диаметр замка (ЗУ) примерно равны; 1Э к = K d — эквивалентная длина замкового соединения в м; К — эквивалентная длина, выражен­ ная в долях внутреннего диаметра труб; L — длина колонны буриль­ ных труб в м; /3 - среднее расстояние между замками в м.

Принимая, согласно данным табл. 4, К = 28,8, находим

получим коэффициент потерь давления в бурильных замках. Для не­ которых диаметров бурильных труб коэффициенты потерь давления в замковом соединении аэ приведены в табл. 18 приложения.

57

Определение потерь давления в промывочных отверстиях долота

Эти потери с достаточной точностью для практических расчетов можно определить по формуле

Ра = ~рт Y™. рQ2i

где F — суммарное сечение промывочных отверстий долота. Согласно данным табл. 3 приложения, F = 17 см2. Тогда

Рд = — - 1,2-302 = 4,5 кгс/см2.

Обозначив

получим коэффициент потерь давления ад в долоте.

П р и м е ч а н и е . Более точно значение рд может быть определено по формуле

'Угл. р(?2

7>д = 2№\F* ’

где ад — коэффициент расхода промывочных отверстий. Для серийных долот ад принимается равным 0,67, а для сменных насадок — 0,94—0,98.

Определение потерь давления в обвязке буровой установки

Потери давления в элементах обвязки (ведущей трубе, вертлюге, буровом шланге, подводящей линии) удобно определять по методу эквивалентных длин.

Сначала определим эквивалентную длину ведущей трубы

№

К в. т ^в. т J5 >

“ в. т

где 1В т —- действительная длина ведущей трубы. Согласно данным табл. 11 приложения, длина 168-мм ведущей трубы составляет 14 м; d — внутренний диаметр бурильных труб; dB т — внутренний диа­ метр ведущей трубы. Согласно данным табл. 11 приложения, dB т = ■= 100 мм. Тогда

тде 1В — действительная длина ствола вертлюга. Для практических

58

Определим эквивалентную длину бурового шланга

где 1Ш— действительная длина бурового шланга. Для практических расчетов можно принять /ш= 20 м; </ш— диаметр проходного отвер­ стия бурового рукава.

Согласно данным табл. 12 приложения, dm — 102 мм. Тогда

с отводом).

Подводящая линия (стояк с отводом) выполнена из 140-мм бу­ рильных труб с внутренним диаметром 122 мм, длиной 1п = 100 м.

Суммарная эквивалентная длина всех элементов обвязки равна

1э об— ^э. р , т “f" в ~Ь ^э; б. ш1 ^п-

1э. об37,8 + 5,4 + 53 + 100 = 196 м.

Тогда суммарные потери давления в обвязке определяются по формуле

где Ятр = 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений в обвязке. Атр — был определен ранее при определе­ нии потерь давления в бурильных трубах; d = 12,2 см — внутрен­ ний диаметр бурильных труб.

Следовательно,

роб= 82,6 -0,0237 3°'- | f 1,2 = 1,32 кгс/см2.

Определение потерь давления в турбобуре

Величина потерь давления в турбобуре складывается из потерь давления в верхнем узле турбобура и перепада давления в турбобурепри данной производительности насосов, т. е.

Ртур Рп, т “Ь Рт>

где

т ~ ®п, тУтл, рQ2-

а„ т — коэффициент потерь давления в верхнем узле турбобураСогласно данным табл. 20 приложения, ап т = 170-10~Б.

Рп. т = 170 • 10~5« 1,2 « 302 = 1,83 кгс/см2.

Рт= АрУтл. pQ >

59i

где А р — коэффициент перепада давления в турбобуре. Величину А р можно найти по формуле

Здесь р' — перепад давления в турбобуре при максимальной произ­ водительности Qx в л/с. Согласно данным табл. 39 приложения, р!р — 77 кгс/см2 при Q1 = 55 л/с. Тогда

рт = 2116 • К)'5 • 1,2 • 302 = 22,8 кгс/см2.

ртур = 1,83 -f- 22,8 = 24,63 кгс/см2.

Таким образом, суммарные потери давления во всей циркуляцион­ ной системе будут равны

Р = Р тр + Р к . п + Р у + Р з + Рд + Роб+Ртур-

р = 15,7 + 7,12 + 2,39 + 4,57 + 4,5 + 1,32 + 24,63 = 59,24 кгс/см2.

П р и м е ч а н и е . Значения ртр, рк п, ру, р3, рд и роб при бурении ро­ торным способом определяются аналогично.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ ЭЛЕКТРОБУРОМ

Задача 30. Определить потери давления при бурении скважины глубиной Н = 2100 м и электробуром Э250/8 при следующих дан­ ных: удельный вес глинистого раствора угл = 1 ,2 гс/см3 (1200 кгс/м3); расход промывочной жидкости Q — 30 л/с (0,030 м3/с); структурная вязкость раствора г| = 0,1 пз (1 -ТО-3 кгс-с/м2); динамическое напря­ жение сдвига то •= 80 дн/см2 (0,816 кгс/м2). Бурение ведется буриль­ ными трубами ЭБШ диаметром 140 мм с толщиной стенки 6 = 9 мм, долотом DA = 295 мм. Над электробуром установлена УБТ длиной /у = 100 мм, диаметром D y = 203 мм, внутри бурильных труб распо­ ложен трехжильный кабель КТШЭ 3 X 50 мм2, наружный диаметр которого dK = 45 мм.

Решение.

Определение потерь давления в бурильных трубах ЭБШ

Определим режим течения глинистого раствора в трубах ЭБШ диаметром 140 мм с кабелем КТШЭ 3 X 50 мм2 по формуле

Р о * — Угл. р^тр (d — dK)

где vTp — средняя скорость течения жидкости в бурильных трубах с кабелем.

60