Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Расчётная работа по Прикл. теплофизике (ТПИ, РТБ).docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
271.19 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ-РГГРУ)

_________________________________________________________________________ ­­­­­­

КАФЕДРА СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

РАСЧЁТНАЯ РАБОТА ПО ПРИКЛАДНОЙ ТЕПЛОФИЗИКЕ

Продувка скважины колонкового бурения воздухом и теплофизический расчёт компрессора

Выполнил: ст. группы

Проверил: проф. Куликов В.В.

МОСКВА, 2017 г.

Задание

Рассчитать параметры режима работы многоступенчатого поршневого компрессора с водяным охлаждением при прямой продувке скважины колонкового бурения. Произвести теплофизический расчёт компрессора.

Параметрами режима работы компрессора являются подача (расход) воздуха, развиваемое давление и развиваемая мощность.

  1. В соответствии с № варианта задания и результатами последующих расчётов заполнить таблицу исходных данных.

Таблица исходных данных

Обозначение величины и её размерность; вид агента

Значение величины; реологическая модель агента

Наименование величины; назначение агента

1

hc, м

Глубина скважины

2

Hc, м

Длина ствола скважины

3

hок, м

Глубина спуска обсадной колонны (ОК)

4

Hок, м

Длина ОК

5

Dок, мм

Наружный диаметр ОК

6

dок, мм

Внутренний диаметр ОК

7

DБК, мм

Наружный диаметр буровой коронки (БК)

8

dБК, мм

Внутренний диаметр БК

9

DКТ, мм

Наружный диаметр колонковой трубы (КТ)

10

dКТ, мм

Внутренний диаметр КТ

11

HКТ, м

Длина КТ

12

hКТ, м

Длина вертикальной проекции КТ

13

DБТ, мм

Наружный диаметр бурильных труб (БТ)

14

dБТ, мм

Внутренний диаметр БТ

15

HБТ, м

Длина одной БТ

16

DСЭ, мм

Наружный диаметр соединительного элемента (СЭ)

17

dСЭ, мм

Внутренний диаметр СЭ

18

HП, м

Длина подводящей линии (от компрессора до колонны БТ)

19

dП, мм

Внутренний диаметр подводящей линии

20

КЭ, мм

Эквивалентная шероховатость поверхности магистрали

21

δ, мм

Приращение диаметров скважины и керна

22

Dс, мм

Диаметр скважины

23

dК, мм

Диаметр керна

24

υмех, м/ч

Механическая скорость бурения

25

ρш, кг/м3

Плотность частиц шлама

26

dш, мм

Эквивалентный диаметр частиц шлама

27

Воздух

Ньютоновская жидкость (НЖ)

Очистной агент (ОА)

28

t0, ºС

Средняя температура воздушного потока в скважине

T, К

29

P0, ат

Атмосферное давление

30

,

Средняя молярная масса воздуха

31

,

Универсальная газовая постоянная

32

R,

Удельная газовая постоянная воздуха

33

, кг/м3

Плотность атмосферного воздуха

34

,

Абсолютная вязкость воздуха

35

к

Показатель адиабаты (изоэнтропы) для воздуха

36

n

Показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре

37

,

Удельная изобарная теплоемкость воздуха

38

,

Удельная изохорная теплоемкость воздуха

39

,

Удельная политропная теплоемкость воздуха

40

,

Удельная изохорная теплоемкость охлаждающей воды (хладагента)

41

в ох, ºC

Приращение температуры охлаждающей воды в ступени и охладителе

42

, кг/м3

Плотность охлаждающей воды

43

Максимальная степень повышения абсолютного давления в ступени компрессора

44

РБК, ат

Потеря давления в БК

45

𝜂

Полный КПД компрессора

46

КПД передачи от двигателя до компрессора

47

g, Н/кг

Ускорение силы тяжести

Примечания

1. При соединении бурильных труб (БТ) «труба в трубу» DСЭ– наружный диаметр колонны в месте соединения,dСЭ – внутренний диаметр колонны БТ в месте соединения.

2. Рекомендуемые значения величин: HКТ = 1,5; 3или 6 м;HБТ = 1,5; 3; 4,5 или 6 м;HП = 20 –100 м;dП = 32, 38 или 50 мм; КЭ= 0,1 мм; δ = 0,1 – 2 мм;υмех = 10 – 30 м/ч; ρш = 3000 кг/м3; t0 = 20 ºС;P0 = 1 ат; = 28,97 = 8314,51 ;к = 1,4; n = 1,25; = 4180 ; в ох = 40 ºC = 40 К; = 1000 кг/м3; = 10; PБК = 1 – 4 ат; η = 0,7;ηп = 0,9; g = 9,81 Н/кг.

3. Расчёты выполнять в СИ, ответы (где это необходимо) переводить в единицы, принятые в бурении – МПа и др.

4. Ответы округлять, указывая после запятой не более двух знаков, например: 3,86  105 Па; 0,88 МПа; 0,26 м3/с; 2,33  10-5 м3/с; 0,52  103 Вт; 9,57  105 Дж/кг и т.п.

Варианты заданий

вариант задания

№ пункта таблицы исходных данных

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

13

14

16

17

1

200

250

10

12

89

79

76

58

73

63

54

45

54

22

2

500

580

80

85

73

63

59

42

57

48

42

33

57

16

3

600

660

50

56

127

117

93

73

89

79

50

39

65

28

4

300

370

98

100

108

98

76

58

73

63

50

39

65

28

5

100

140

30

38

73

63

59

42

57

48

42

28

42

14

6

700

720

20

22

108

98

93

73

89

79

50

39

50

22

7

800

830

70

71

89

79

76

58

73

63

54

36

54

22

8

1000

1100

150

160

73

63

59

42

57

48

44

28

44

28

9

1200

1280

300

330

89

79

59

42

57

48

50

39

50

28

10

1500

1600

80

89

89

79

76

58

73

63

50

39

65

28

11

300

340

90

95

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

12

400

400

40

40

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

13

700

790

50

60

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

14

900

960

90

92

73

63

59

42

57

48

54

39

54

39

15

800

870

120

132

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

16

100

150

80

88

89

79

59

42

57

48

54

36

54

22

17

2000

2090

160

164

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

18

1000

1080

220

226

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

19

1400

1470

110

120

73

63

59

42

57

48

42

33

42

16

20

600

610

19

20

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

21

200

230

70

77

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

22

1100

1120

80

81

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

23

1900

1970

180

190

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

24

300

390

50

60

89

79

59

42

57

48

34

21

34

12

25

1300

1350

200

215

89

79

76

58

73

63

54

36

54

22

26

800

850

50

56

73

63

59

42

57

48

42

28

42

14

27

2000

2100

190

192

89

79

76

58

73

63

54

36

54

36

28

1800

1880

120

129

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

29

500

550

240

248

73

63

59

42

57

48

54

36

54

22

30

400

460

10

11

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

31

300

340

90

95

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

32

400

400

40

40

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

33

700

790

50

60

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

34

900

960

90

92

73

63

59

42

57

48

54

39

54

39

35

800

870

120

132

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

36

100

150

80

88

89

79

59

42

57

48

54

36

54

22

37

2000

2090

160

164

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

38

1000

1080

220

226

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

39

1400

1470

110

120

73

63

59

42

57

48

42

33

42

16

40

600

610

19

20

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

41

200

230

70

77

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

42

1100

1120

80

81

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

43

1900

1970

180

190

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

44

300

390

50

60

89

79

59

42

57

48

34

21

34

12

45

1300

1350

200

215

89

79

76

58

73

63

54

36

54

22

46

800

850

50

56

73

63

59

42

57

48

42

28

42

14

47

2000

2100

190

192

89

79

76

58

73

63

54

36

54

36

48

1800

1880

120

129

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

49

500

550

240

248

73

63

59

42

57

48

54

36

54

22

50

400

460

10

11

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

51

200

230

70

77

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

52

1100

1120

80

81

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

53

1900

1970

180

190

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

54

300

390

50

60

89

79

59

42

57

48

34

21

34

12

55

1300

1350

200

215

89

79

76

58

73

63

54

36

54

22

56

800

850

50

56

73

63

59

42

57

48

42

28

42

14

57

2000

2100

190

192

89

79

76

58

73

63

54

36

54

36

58

1800

1880

120

129

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

59

500

550

240

248

73

63

59

42

57

48

54

36

54

22

60

400

460

10

11

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

61

300

340

90

95

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

62

400

400

40

40

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

63

700

790

50

60

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14

64

900

960

90

92

73

63

59

42

57

48

54

39

54

39

65

800

870

120

132

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

66

100

150

80

88

89

79

59

42

57

48

54

36

54

22

67

2000

2090

160

164

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

68

1000

1080

220

226

73

63

59

42

57

48

42

33

57

22

69

1400

1470

110

120

73

63

59

42

57

48

42

33

42

16

70

600

610

19

20

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

71

200

230

70

77

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

72

1100

1120

80

81

73

63

59

42

57

48

50

39

50

22

73

1900

1970

180

190

89

79

76

58

73

63

68

50

68

28

74

300

390

50

60

89

79

59

42

57

48

34

21

34

12

75

1300

1350

200

215

89

79

76

58

73

63

54

36

54

22

76

800

850

50

56

73

63

59

42

57

48

42

28

42

14

77

2000

2100

190

192

89

79

76

58

73

63

54

36

54

36

78

1800

1880

120

129

108

98

93

73

89

79

50

39

65

28

79

500

550

240

248

73

63

59

42

57

48

54

36

54

22

80

400

460

10

11

89

79

59

42

57

48

42

28

42

14