
- •Практическая работа № 1 определение необходимого расхода промывочной жидкости при бурении скважины и выбор бурового насоса
- •Пример выполнения работы №1
- •Практическая работа №2 определение необходимой плотности промывочной жидкости для бурения скважины
- •Пример выполнения работы №2
- •Практическая работа №3 определение потерь давления при течении промывочной жидкости в бурильной коллонне
- •Пример выполнения работы №3
- •Практическая работа №4 определение потерь давления при течении промывочный жидкости в затрубном пространстве
- •Методика выполнения работы
- •Пример выполнения работы №4
- •Практическая работа №5 определение потерь давления на местных сопротивлениях при циркуляции промывочной жидкости в скважине и наземной обвязке бурового насоса
- •Пример выполнения работы №5
- •Практическая работа №6 определение потерь давления в промывочных каналах долота.Выбор гидромониторных насадок
- •Пример выполнения работы №6
- •Список литературы содержание
Практическая работа №3 определение потерь давления при течении промывочной жидкости в бурильной коллонне
Основной задачей
при течении жидкости в бурильной колонне
является определение потерь давления
при известном ее расходе
,
плотности потока
и его реологических характеристиках
и
,
величине внутреннего диаметра бурильных
и утяжеленных бурильных труб, длины
бурильной колонны и УБТ.
Исходные данные для решения задачи.
расход промывочной жидкости , м3/с;
плотность промывочной жидкости
;
предельное напряжение сдвига раствора
;
пластическая вязкость раствора
;
общая длина бурильных труб
;
общая длина УБТ,
;
внутренний диаметр бурильных труб
;
внутренний диаметр УБТ
.
Методика выполнения работы
Общие
потери давления
при прокачивании жидкости по бурильным
трубам и УБТ определяются (исключая
местные сопротивления) по формуле:
(3.1)
где
-потери
давления при течении жидкости в бурильных
трубах, Па;
-потери
давления при течении жидкости внутри
УБТ, Па.
Для расчета
указанных потерь давления необходимо
определить режим течения в трубах, в
зависимости от которого выбираются те
или иные расчетные формулы. С этой целью
вычисляются критические числа Рейнольдса
течения промывочной жидкости
,
при которых происходит переход от
структурного (ламинарного) режима к
турбулентному. Эти числа определяются
из соотношения:
(3.2
)
где
-число
Хедстрема, определяемое по формуле:
,
(3.3 )
где
- плотность промывочной жидкости, кг/м3;
- гидравлический радиус, равной
внутреннему диаметру бурильных труб
или УБТ, м;
- предельное напряжение сдвига раствора, Па;
- пластическая вязкость раствора,
Затем определяются
действительные числа Рейнольдса
,
при течении раствора в бурильных трубах
и УБТ, которые определяются из соотношений:
(3.4
)
(3.5
)
Если действительные
числа
,
больше критических значений
,
то режим течения раствора турбулентный;
в противном случае течение происходит
в ламинарном режиме.
При турбулентном режиме потери давления при течении жидкости в трубах определяются по формуле Дарси-Вейбаха:
;
(3.6 )
.
(3.7 )
где
- коэффициенты гидравлических сопротивлений
при течении раствора в бурильных трубах
и УБТ. Их значения определяются по
формулам:
(3.8
)
(3.9
)
где
- внутренняя шероховатость труб;
При ламинарном течении для определения коэффициентов гидравлических сопротивлений первоначально устанавливается критерии Бингама при течении жидкости в бурильных трубах и УБТ
Re= vDp/ηp
Рисунок 3.1– Коэффициент гидравлического сопротивление при течении
бингамовской жидкости в круглых трубах
;
(3.10 )
.
(3.11 )
По вычисленным
действительным числам Рейнольдса
,
и критериям Бингама
по графику (рисунок.3.1 )
Определяем
коэффициенты гидравлических сопротивлений
.
Методика определения последних
заключается в следующем: по оси абсцисс
графика определяем точку, соответствующую
величине
(или
);
из точки восставляем перпендикуляр до
пересечения с наклонной линией,
соответствующей вычисленному значению
(или
).
Из полученной при пересечении точки
опускаем перпендикуляр на ось ординат.
Пересечение последней с перпендикуляром
укажет величину коэффициента
гидравлического сопротивления
(или
).
Затем по формулам (3.6 ), (3.7 ) вычисляются
перепады давления
и
,
а по формуле (3.1 ) – общий перепад давлении
.