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

d — внутренний диаметр труб ЭБШ диаметром 140 мм с толщиной

т. е. режим течения турбулентный.

Определим потери давления в трубах ЭБШ по формуле

Тогда

•____________ 8 2 ,6 Я Тр_______

Т Р _ ( d ~ d K) 3 ( d + d K)2 >

получим коэффициент потерь давления в трубах ЭБШ диаметром

140 мм

Таким образом, коэффициент потерь давления в трубах ЭБШ диа­ метром 140 мм с кабелем примерно в 3 раза больше, чем в обычных трубах диаметром 140 мм без кабеля при прочих равных условиях.

П р и м е ч а н и е . В настоящее время для уменьшения гидравлических потерь в бурильных трубах типа ЭБШ применяют двухжильный кабельный токопровод.

Определение потерь давления в трубах УБТ

Определим режим течения глинистого раствора в трубах УБТ

Re* = Угл, р^тр. у (dy — dK)

d y — d K Ч

g (т] + То 6утр.у /

61

Тогда

_________ 82,6ХТР

ЯУБТ ( d — dK)3 (d + dK)2

получим коэффициент потерь давления в трубах УБТ диаметром 203 мм с кабелем диаметром 45 мм.

82,6 • 0,0322

= 7,68-10-5.

УБТ (10,0 — 4,5)3 (1 0 ,0 + 4„5)2

Таким образом, коэффициент потерь давления в 203-мм трубах УБТ с кабелем примерно в 3,5 раза больше, чем в тех же УБТ без кабеля при прочих равных условиях.

Определение потерь давления в ведущей трубе

Потери давления в ведущей трубе определяются аналогично поте­ рям давления в трубах УБТ с кабелем.

Ведущая труба для электробурения изготовляется с увеличенным проходным сечением 100 мм независимо от диаметра применяемых труб ЭБШ. Поэтому в данном примере коэффициент потерь давления

62

в ведущей трубе будет равен коэффициенту потерь давления в трубах УБТ, т. е. ав т = 7,68-10"5.

Тогда потери давления в 168-мм ведущей трубе с кабелем равны

Рв, т “ ®в. т^в. тУгл. pQ I

где /в т — длина ведущей трубы принимается равной 15—17 м.

рв> т = 7,68 • 1(Г5• 15 • 1,2 • 302 = 1,25 кгс/см2.

Определение потерь давления в замках ЭБШ

Потери давления в замках ЭБШ диаметром 140 мм с достаточной точностью для практических расчетов можно определить по формуле

Рз. э — 5 й зу гл pQ £тр t

где а3 — коэффициент потерь давления в замковом соединении. Согласно данным табл. 18 приложения, а3 = 2,2-10"5; L — общая длина бурильной колонны, равная 2000 м; ZTp — длина одной трубы ЭБШ-140. Согласно данным табл. 23 приложения, ZTp = 12,5 м. Тогда

Рз. з = 5 -2 ,2 -10~5 -1,2 - 302-у|^г = 19 кгс/см2.

Определение потерь давления в электробуре

Определим режим течения раствора в электробуре Э250/8

dsn — диаметр отверстия вала электробура. Согласно данным табл. 25 приложения, йэп — 58 мм.

т. е. режим течения турбулентный.

Определим потери давления в электробуре по формуле

р эл = 82 ,6 Х эл-^ р £ .У гл . р,

иЭЛ

63

Г л а в а IV

ПРОДУВКА ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ ГАЗООБРАЗНЫМ АГЕНТОМ

Бурение с применением газообразных агентов является новымг и одним из наиболее прогрессивных и высокоэффективных способов! бурения.

Практика бурения показывает, что для продувки скважин исполь­ зуют сжатый воздух, естественный газ и выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. При наличии водопритоков в скважинах в поток воздуха часто добавляют воду, глинистый раствор или рас­ творы поверхностноактивных веществ, создающих устойчивую пену..

Бурение с продувкой имеет несколько разновидностей. Так, на­ пример, когда в скважину нагнетают сжатый воздух (газ) и жидкость* такое бурение называется бурением с промывкой аэрированной жидкостью. Если при бурении скважин в проходимых породах имеются горючие газы, то бурить с продувкой воздухом надо осто­ рожно, во избежание возникновения в скважине взрывов и пожаров. В подобных случаях целесообразно применять продувку природ­ ным газом. При бурении с продувкой в районах, где возможно по­ ступление в скважину метана или другого газа, помимо природного применяют выхлопные газы от двигателей внутреннего сгорания, входящих в привод буровой установки. Поверхностная обвязка при использовании выхлопных газов усложняется по сравнению с обвяз­ кой при продувке сжатым воздухом. Выхлопные газы перед подачей в компрессоры необходимо пропускать через холодильники и влагомаслоотделители, а перед нагнетанием в скважины добавлять в них; ингибиторы для защиты бурильных труб от коррозии.

Положительным фактором продувки является то, что выбуренная порода благодаря огромным скоростям воздушного потока в затрубном пространстве выносится на поверхность весьма быстро, поэтому практически всегда известно, какую породу бурят в данный момент.

Газообразные агенты не создают гидростатического давления на стенки, однако практика бурения с продувкой показывает, что устой­ чивость стенок скважин достаточна. При продувке облегчаются гидрогеологические наблюдения в скважинах. В практике бурения часто бывает, что зоны поглощения при продувке оказываются

водопроявляющими, при этом совершенно изменяется и интенсивность водопроявлений, легче обнаруживаются нефтеносные и газоносные горизонты.

При продувке воздухом пласт практически не засоряется, дебит скважины и коэффициент отдачи увеличиваются. Наибольшую эффек­ тивность бурение с продувкой дает в устойчивых, сцементированных породах при отсутствии водопритоков.

Вцелом замена промывочной жидкости газообразными агентами

вряде случаев позволяет не только устранить недостатки, наблюда­ ющиеся при бурении с промывкой, но и улучшить условия труда буровых бригад, облегчить организацию работ и самое главное снизить стоимость 1 м проходки.

Последнее достигается в результате увеличения механической скорости бурения в 10—12 раз; повышения стойкости долот (увеличе­ ния проходки за рейс и сокращения расхода долот в 10 раз и более); отсутствия затрат, связанных с приготовлением и подвозом промы­ вочной жидкости, и пр.

Для выполнения электрокаротажа при продувке в скважину необ­ ходимо заполнять жидкостью. Радиоактивные методы, индуктивный термокаротаж и другие виды геофизических работ (инклинометрия, кавернометрия, торпедирование и т. д.) могут проводиться без огра­ ничений.

Для бурения глубоких скважин на нефть и газ с применением газообразных агентов наиболее целесообразно (при роторном и тур­ бинном бурении, взрывобурении и электробурении) использовать прямую схему циркуляции, а в качестве рабочего агента — сжатый воздух, природный газ и аэрированную жидкость. При этом каждый из указанных рабочих агентов в данном конкретном случае выби­ рается особо в зависимости от гидрогеологических и технических условий. Решающим показателем при этом должен быть экономиче­ ский фактор, отнесенный к стоимости 1 м проходки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ И ПОЛНОЙ СКОРОСТИ ВОСХОДЯЩЕГО ПОТОКА ВОЗДУХА В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Задача 31. Определить критическую и полную скорость восходя­ щего потока воздуха в затрубном пространстве при разбуривании песчаников плотностью уп = 2,6 г/см3 (2600 кг/м3) на глубине 2400 м.

в затрубном пространстве, приведенная к нормальным условиям, определяется по формуле

66