6.Расчет требуемого расхода, потерь давления и мощности буровых насосов при бурении каждой обсадной колонны

1.Расход:

Направление. Бурение проходит без промывки вследствие малой глубины и особенностей пород на этой глубине.

Кондуктор.

-

- площадь затрубного пространства, м²;

- скорость потока жидкости, м/с;

;

- диаметр долота, м;

- диаметр бурильных труб, м;

=0,3 м/с, =0,374 м, = 0,140м.

=

- ;

- удельная подача, л/(с*дм²); =6,5 л/(с*дм²);

- площадь забоя, дм²;

= ;

- диаметр долота, дм; D_д=3,74 дм;

;

10,98=71,4 л/с.

- при проводке кондуктора используется роторный способ бурения, поэтому номинальный расход забойного двигателя не учитываем.

Техническая колонна.

- ;

;

=0,45 м/с, =0,2445м, = 0,127м;

=

;

=6,5 л/(с*дм²);

= ;

D_д=2,445 дм;

;

- при проводке технической колонны используется роторный способ бурения, поэтому номинальный расход забойного двигателя не учитываем.

Эксплуатационная колонна.

- ;

;

=0,55 м/с (при использовании ЗД), =0,45 м/с (при использовании ротора), =0,1873м, = 0,1143м;

= - при бурении забойным двигателем;

= – при роторном способе бурения;

;

=6,5 л/(с*дм²);

= ;

D_д=1,873 дм;

;

- номинальный расход жидкости забойного двигателя:

.

2.Потери давления:

Потери давлений при бурении обсадных колонн есть сумма потерь давлений в линейных участках бурильной колонны и потерь на местные сопротивления, умноженная на коэффициент местных сопротивлений:

- суммарные потери давления, МПа;

Где - потери давления в манифольде, МПа;

- потери давления в бурильных трубах, МПа;

- потери в утяжеленных бурильных трубах, МПа;

- потери давления в ступенях турбобура, МПа;

- потери давления на долоте, МПа;

- потери давления в кольцевом пространстве, МПа;

- коэффициент местных сопротивлений, который изначально принимаем равным 1,1.

Кондуктор

При бурении кондуктора не учитываем потери давления в линейном трубопроводе из-за небольшой длины данной обсадной колонны, а также потери в забойном двигателе, так как используем роторный способ бурения. Таким образом, выражение потерь давления при бурении кондуктора будет выглядеть следующим образом:

=1,2 МПа;

P_Д=3,6 МПа, так как выбрали 3 гидромониторные насадки с диаметром 18мм.

МПа.

Техническая колонна

При бурении технической колонны не учитываем потери давления в забойном двигателе, так как используем роторный способ бурения. Таким образом, выражение потерь давления при бурении технической колонны будет выглядеть следующим образом:

=1,2 МПа;

P_Д=2 МПа, так как выбрали 3 гидромониторные насадки с диаметром 18мм;

Необходимо провести расчет в начале и в конце бурения технической колонны.

В начале

= ,

где =0,025;

=1350 кг/м³- плотность жидкости внутри трубы;

-длина бурильных труб, м;

-расход промывочной жидкости, м³/с;

-гидравлический диаметр, м;

= =70м

= , так как в начале бурения технической колонны хватает длины УБТ и бурильные трубы не используют.

= = = 0,6 МПа;

= ;

= 178 мм – диаметр УБТ;

=70 м- длина кондуктора;

=127 мм- диаметр бурильных труб;

= 274мм - диаметр кондуктора;

= = 0,009 МПа;

=(1,2+0+0,6+2+0,009) 1,1=4,2 МПа.

В конце

= ,

где =0,025;

=1350 кг/м³- плотность жидкости внутри трубы;

-длина бурильных труб, м;

-расход промывочной жидкости, м³/с;

-гидравлический диаметр, м;

= =900-368= 532м;

= = = 0,81 МПа;

= = = 2,9 МПа;

=

= ;

= ;

= ;

= 244,5 мм- диаметр долота под техническую колонну;

= 178 мм – диаметр УБТ;

=70 м- длина кондуктора;

=127 мм- диаметр бурильных труб;

= 274мм - диаметр кондуктора;

= = 0,2 МПа;

= = 0,053 МПа;

= = 0,0035 МПа;

= 0,2+0,053+0,0035=0,2565 МПа;

=(1,2+0,81+2,9+2+0,2565) 1,1=7,88 МПа.

Эксплуатационная колонна

;

=1,2 МПа;

P_Д=1,4 МПа, так как выбрали 3 гидромониторные насадки с диаметром 16мм;

Необходимо провести расчет в начале и в конце бурения эксплуатационной колонны.

В начале

= ,

где =0,025;

=1350 кг/м³- плотность жидкости внутри трубы;

-длина бурильных труб, м;

-расход промывочной жидкости, м³/с;

-гидравлический диаметр, м;

Q= м³/с;

= = =1,9МПа;

= = = 1,7 МПа;

,

где – перепад давления на забойном двигателе в режиме максимальной мощности, МПа;

=5 МПа;

- плотность бурового раствора, кг/м³;

- плотность воды, кг/м³;

- расход забойного двигателя при максимальной мощности, м³/ч;

= м³/с;

– расход жидкости при номинальной мощности, м³/ч;

Q= 20 м³/с;

=8 МПа;

= ;

= ;

= ;

= 195 мм- диаметр технической колонны;

= 146 мм – диаметр УБТ;

=230,8 м- длина утяжеленных бурильных труб;

=24,5 м- длина забойного двигателя;

=900 м- длина технической колонны;

Q= ;

=114 мм- диаметр бурильных труб;

= =0,2 МПа;

= = 0,07 МПа;

= =0,27 МПа.

В конце

= ,

где =0,025;

=1350 кг/м³- плотность жидкости внутри трубы;

-длина бурильных труб, м;

-расход промывочной жидкости, м³/с;

-гидравлический диаметр, м;

Q= м³/с;

= = =6,5МПа;

= = = 1,7 МПа;

,

где – перепад давления на забойном двигателе в режиме максимальной мощности, МПа;

=5 МПа;

- плотность бурового раствора, кг/м³;

- плотность воды, кг/м³;

- расход забойного двигателя при максимальной мощности, м³/ч;

= м³/с;

– расход жидкости при номинальной мощности, м³/ч;

Q= 20 м³/с;

=8 МПа;

= ;

= ;

= ;

= ;

= 195 мм- диаметр технической колонны;

= 146 мм – диаметр УБТ;

=187 мм- диаметр долота под эксплуатационную колонну;

=230,8 м- длина утяжеленных бурильных труб;

=24,5 м- длина забойного двигателя;

=900 м- длина технической колонны;

Q= ;

=114,3 мм- диаметр бурильных труб;

= =0,37 МПа;

= = 1,3 МПа;

= =0,2 МПа;

= =1,87 МПа.

=

3.Мощность буровых насосов

, где - потери давления в соответствующей колонне, Па;

Q- расход промывочной жидкости, м³/с.

Кондуктор

Р= Па, Q= м³/с.

N= = 377 кВт.

Техническая колонна

В начале бурения

Р=4,2 МПа, Q= м³/с.

N= = 128,5 кВт.

В конце бурения

Р=8,847 МПа, Q= м³/с.

N= = 270,7 кВт.

Эксплуатационная колонна

В начале бурения

Р=15,9МПа, Q= м³/с.

N= = 318 кВт.

В конце бурения

Р=21,9 МПа, Q= м³/с.

N= = 438 кВт.