5SОсновні теоретичні відомості

5.1оДля вибору моделі підйомної установки можна скористатися наведеними нижче рекомендаціями.

В загальному випадку при підйомі колони НКТ без врахування Архімедових сил, навантаження на гак рівне її вазі

, (5.1)

де - вага одного метра НКТ з врахуванням висадженої частини і замків, Н/м;

- довжина колони НКТ, м.

Аналогічно може бути визначена вага колони насосних штанг

, (5.2)

де - вага одного метра штанг і-ї ступені колони насосних штанг, Н/м;

– довжина і-ї ступені колони насосних штанг, м.

У випадку необхідності підняття колони насосно-компресорних труб заповненої пластовою рідиною разом із колоною штанг

, (5.3)

де – вага колони НКТ в повітрі, Н;

– вага рідини в колоні НКТ, Н;

– вага штанг в рідині, Н.

З врахуванням прихоплення статичне навантаження на гаку визначається за формулою

, (5.4)

де - коефіцієнт, який враховує прихват колони (приймається рівним від 1,25 до 1,30). ^:

Виходячи із максимального навантаження на гаку, вибрати модель підйомної установки.

5.2оДля визначення на яких швидкостях підйомної установки раціонально піднімати свердловинне обладнання в залежності від його вагових характеристик і інтервалу підйому необхідно скористатися наступними рекомендаціями.

Число труб (штанг), яке можна піднімати на кожній швидкості з умов вантажопідйомності рівне

, (5.5)

де - вага одного метра труби (штанги), Н/м;

- довжина однієї труби (штанги), м;

- максимальний натяг ходового кінця каната на кожній швидкості підйомної установки, Н.

Після проведення розрахунку за вище приведеною формулою необхідно скласти для машиніста підйомної установки режим підйому, тобто вказати, з якої швидкості починати підйом і скільки труб (штанг) піднімати на кожній швидкості.

Число труб, яке слід піднімати на кожній швидкості підйомної установки визначити у зворотному порядку:

на IV - швидкості піднімають кількість труб, яка рівна кількості обчисленій попередньо, тобто Z₄^’ = Z₄;

на III - швидкості Z₃^’ = Z₃- Z₄;

на II - швидкості Z₂^’ = Z₂- Z₃;

на I - швидкості Z₁^’ = Z₁- Z₂.

5.3оДля визначення параметрів промивання, вибору обладнання і встановлення раціонального режиму його роботи необхідно скористатися наступними рекомендаціями.

Мінімальна витрата промивальної рідини

при прямій промивці

, м³/с (5.6)

при зворотній промивці

, м³/с (5.7)

де - внутрішній діаметр обсадної колони, м;

- внутрішній діаметр промивальних труб, м;

- зовнішній діаметр промивальних труб, м;

- критична швидкість вільного падіння піску в рідині, м/с.

Гідравлічні втрати при русі рідини.

Загальні гідравлічні втрати при промиванні визначаються за формулою

, м (5.8)

де - втрати при проходженні низхідного потоку ріди-ни;

- втрати при проходженні суміші рідини з розмитим піском;

- втрати при врівноваженні різниці питомих ваг рідини і суміші в трубах;

- втрати на шляху від насоса до промивальних труб (в шланзі, вертлюзі і в промивальній лінії від насоса до шланга);

- гідравлічні втрати в маніфольді.

Втрати напору при прямому промиванні визначаються за формулою

, м (5.9)

де - діаметр промивальних труб, м;

- швидкість низхідного потоку рідини в промивальних трубах, м/с;

- коефіцієнт гідравлічного тертя для води, який залежить від діаметра труб.

Втрати при русі суміші рідини із розмитим піском в кільцевому просторі при прямому промиванні

, м (5.10)

де - коефіцієнт, який враховує підвищення гідравліч-них втрат при наявності піску в рідині, приймається від 1,1 до 1,2;

- внутрішній діаметр експлуатаційної колони, м;

- зовнішній діаметр промивальних труб, м.

При визначенні втрат при зворотному промиванні необхідно у формулу підрахунку втрат в кільцевому просторі підставити швидкість висхідного потоку чистої рідини V_в, а коефіцієнт врахувати у формулі для руху суміші (води з піском) по центральній трубі зі швидкістю V_в.

Додатковий напір, який необхідно подолати в зв'язку з різницею гідростатичних напорів в промивальних трубах і в кільцевому просторі, внаслідок наявності піску у висхідному потоці

, м (5.11)

де - пористість піщаної пробки, приймається від 0,3 до 0,45;

- площа перерізу експлуатаційної колони, м²;

- висота пробки, промитої за один прийом (довжина однієї труби або свічки із 2-х труб), м;

- площа перерізу кільцевого простору, м²;

- густина піску, = (2600 - 2700) кг/м³.

Втрати напору в шланзі і вертлюзі приймаються в залежності від витрати промивальної рідини (таблиця 5.11).

Гідравлічні втрати в маніфольді

, м (5.12)

де - коефіцієнт тертя при русі рідини в маніфольді;

- довжина маніфольда промислового агрегату;

= (10 - 20)м;

- внутрішній діаметр маніфольда, м; = 50 мм;

- швидкість руху рідини в маніфольді, м/с.

Потужність, яка необхідна для промивання визначається за формулою

, кВт (5.13)

де – сумарні гідравлічні втрати, м;

– подача насоса, м³/с;

- ККД агрегату (приймається від 0,7 до 0,8).

Коефіцієнт використання потужності агрегату

% , (5.14)

де – номінальна потужність агрегату, кВт.

Всі розрахунки проводити паралельно для всіх швид-костей вибраного промивального агрегату і вибрати опти-мальний режим промивки.

5.4оДля визначення параметрів гідравлічного розриву пласта і встановлення типів і кількості необхідного обладнання скористатися методичними рекомендаціями поданими в практичному занятті №2.