7. Гидравлический расчет промывки скважины
по интервалам глубины
Гидравлическая программа промывки скважины
Интервал 40-1560 м.
При промывке скважин буровыми растворами режим течения зависит от критерия подобия Хедстрема:
для бурильных труб
где
- динамическое напряжение сдвига =
8,5*
-7
Па*с;
- пластическая вязкость = 0,0045
для кольцевого пространства
При промывке скважины водой критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле:
для бурильных труб
где 
- динамический коэффициент вязкости
воды;
- внутренний диаметр бурильных
(утяжеленных) труб;
- объемный расход бурового раствора.
для кольцевого
пространства
Если критерий
Рейнольдса меньше критического значения
,
т.е
то режим течения
ламинарный.
При 
режим течения турбулентный.
Критическое значение критерия Рейнольдса можно определить по формуле:
для бурильных труб
для кольцевого пространства
Поскольку полученные
значения критерия Рейнольдса 
больше критических величин 
,
режим течения в бурильных трубах и
кольцевом пространстве будет турбулентным.
Результате для интервала бурения 0 -
1560 м следующие:
для бурильных труб
,
;
для кольцевого
пространства 
,
.
Расчет потерь давления в циркуляционной системе. Рассмотрим баланс давления в скважине для интервала бурения до 1560 м. Потери давления в горизонтальной части нагнетательного трубопровода находим по формуле:
где 
- наружный диаметр нагнетательного
трубопровода, 
;
- толщина стенки, 
;
- коэффициент гидравлического
сопротивления, 
.
Потери давления в элементах наземного оборудования определяем по формуле:
Коэффициент
гидравлических потерь 
находим как сумма коэффициентов
потерь 
в отдельных элементах циркуляционной
системы:
Потери давления в бурильных трубах определим по формуле:
где 
- коэффициент гидравлического
сопротивления.
Для 
.
Потери давления в утяжеленных бурильных трубах рассчитываем по формуле:
Для 
.
Потери давления в кольцевом пространстве определим по формуле:
бурильных трубах
Для 
.
Потери давления в кольцевом пространстве, образованном стенками скважины и утяжеленными бурильными трубами определяем по формуле:
Для 
.
Потери давления в кольцевом пространстве, образованном стенками скважины и 3ТСШ1-195, рассчитываем по формуле:
При промывке скважины водой критерий Рейнольдса рассчитываем:
для кольцевого пространства
Для 
.
Потери давления
в 3ТСШ1-195 при течении промывочной жидкости
плотностью 
определяем по формуле:
где 
- перепад давления в
- плотность жидкости.
Суммарные потери давления в циркуляционной системе
При работе с
втулками диаметром 0,140 м паспортное
максимально допустимое рабочее давление
бурового насоса БРН-1 
Согласно с учетом опыта эксплуатации
буровых насосов в конкретном районе
рабочее давление принимается равным
0,85. Тогда
Резерв давления для реализации в промывочных узлах (насадках) гидромониторного долота рассчитываем по формуле:
Оцениваем возможность гидроразрыва пластов. Давление в циркуляционной системе
скважины может вызвать гидроразрыва пластов, если это давление превышает
давление гидроразрыва
Максимальное давление в
процессе циркуляции бурового раствора будет на забое скважины и определяется по формуле:
Из сравнения величин гидродинамического давления на пласты и давлений гидроразрыва пластов следует, что:
Это означает, что гидроразрыва пластов в процессе циркуляции бурового раствора в скважине не произойдет.
Определение перепада давления на долоте и диаметров гидромониторных насадок.
Зная действительный расход и предполагая, что долото будет оснащаться тремя насадками
одного диаметра определяют расчетный диаметр насадки для интервала бурения до 1610 м:
где 
- число насадок в долоте.
Округляя это
значение до ближайшего большего размера
насадки, выпускаемой промышленностью,
получаем фактический размер насадки
для этого интервала бурения 
.
После чего определяем фактический
перепад давления на долоте:
Тогда действительное значение давления на буровых насосах в конце интервала бурения составит
что допустимо, так как максимальное рабочее давление в напорной линии может достигать 25 МПа