6. Начальное напряжение сдвига пж

Если ПЖ – техническая вода (ТВ), то τ₀ = 0,  = 1000 кг/м³. Если ПЖ – глинистый раствор (ГР), то в соответствии с производственными данными можно принять:

при  < 1200 кг/м³

τ₀ = 1,4 Па,

при  = 1200 – 1800 кг/м³

при  = 1800 – 2300 кг/м³

7. Абсолютная вязкость промывочной жидкости (пж)

_{Если ПЖ – ТВ, то}

, Па ∙ с –

– эмпирическая формула Ж. Л. М. Пуазёйля.

_{Если ПЖ – ГР, то в соответствии с производственными данными можно принять:}

при  < 1200 кг/м³

μ₀ = 0,00221 Па ∙ с,

при  = 1200 – 1800 кг/м³

μ₀ = (ρ – 1150) ∙ 44,2 ∙ 10^-6, Па ∙ с,

при  = 1800 – 2300 кг/м³

μ₀ = (ρ – 1450) ∙ 69,7 ∙ 10^-6, Па ∙ с.

8. Эквивалентный диаметр частиц шлама

d_{ш =} (D_c – D_УБТ) / 2, м

9. Числа Архимеда и Хедстрёма для относительного движения частиц шлама и ПЖ

_{Число Архимеда характеризует взаимосвязь веса тела в жидкости (газе), вязкости и плотности жидкости (газа).}

_{Число Хедстрёма характеризует взаимосвязь касательной силы трения на поверхности тела, возникающей от действия начального напряжения сдвига, вязкости и плотности жидкости (газа).}

10. Коэффициент лобового сопротивления при витании частиц

Для НЖ:

С^* = ((36 / (3 ∙ Ar)^0,5 + 0,67) /(1 – 6 ∙ He / Ar))²,

где (6 ∙ He / Ar) < 1.

Для БЖ вначале нужно установить знак сравнения между величинами Ar и (6 ∙ He). Если Ar > (6 ∙ He), то частицы шлама будут тонуть в БЖ, С^* определяется как и для НЖ. Если Ar ≤ (6 ∙ He), то частицы шлама тонуть в БЖ не будут, _.

11. Скорость витания частиц шлама в ПЖ

_{– формула П. Р. Риттингера.}

_{При VВ = 0.}

12. Среднее значение зенитного угла скважины на участках движения i = 1 – 3

i = 1:

i = 2 – 3:

13. Средняя скорость движения потока промывочной жидкости на участке i=1, определяемая исходя из скорости витания

V_i = V_В ∙ (1+k_i)/cos θ_i , м/с,

где .

При V_В = 0 V_i = 0 (в этом случае значение V_i ниже будет уточняться исходя из других условий, а не из величины V_В).

14. Объёмный расход промывочной жидкости

Для охлаждения долота и очистки забоя скважины от шлама

Q₁ = а · f_заб = … м³/с = … л/с,

а = 0,35 – 0,5 м/с при роторном и электробурении;

a = 0,5 – 0,7 м/с при бурении гидравлическими забойными электродвигателями.

Для выноса шлама на поверхность

Q₂ = V₁  f₁ = … м³/с = … л/с.

Для охлаждения долота, очистки забоя и выноса шлама на поверхность

Q ≥ Q₃,

где Q – выбранное значение объёмного расхода.

Принимаем Q = … л/с = …м³/с.

15. Массовый расход жидкости

16. Массовый расход шлама на всех участках

для участков i = 1 – 3:

для участков i = 4 – 7: .

17. Средняя скорость жидкости на всех участках i = 1 – 3, 5 – 7

18. Средняя скорость движения частиц шлама на участках i = 1 – 3

V_шi = V_i – V_В / cos θ_i , м/с

19. Время движения частицы шлама от забоя к устью скважины

20. Объёмная концентрация частиц шлама в смеси на всех участках

21. Плотность смеси на всех участках

ρ_{см i} = ρ ∙ (1 – Ψ ) + ρ_ш ∙ Ψ , кг/м³

На участках i = 5 – 7: Ψ = 0.

22. Числа Сен-Венана, Рейнольдса и Хедстрёма для течения промывочной жидкости на участках i = 1 – 3, 5 – 7

Число Сен-Венана учитывает силы трения в трубопроводах.

Число Рейнольдса характеризует отношение кинетической энергии потока жидкости (газа) и напряжения сдвига.

Число Хедстрёма характеризует взаимосвязь касательной силы трения на поверхности трубопровода, вязкости и плотности жидкости (газа).

23. Режим течения промывочной жидкости на участках i = 1 – 3, 5 –7

–

эмпирическая формула Е.М. Соловьёва.

Для ТВ:

C = 2100 для круглых сечений;

C = 1600 для кольцевых сечений.

Для ГР:

C = 2100 для круглых и кольцевых сечений.

Если Re_i ≥ Re_крi , то режим течения жидкости на участке турбулентный.

Если Re_i < Re_крi , то режим течения жидкости на участке ламинарный (НЖ) или структурный (БЖ).