книги из ГПНТБ / Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Подставляя численные значения, имеем

7 бур = 0,72 • 150 + 0,32• 1850 + 0,13-1000 = 730 м*

где Z+, D 2, D 3, ., D n — диаметры долот в м.

3,14 • 0,1902 1000 = 177,6 м3.

Принимая V4 = 35 м3; Кж = 5 м3; а = 2, получаем

7 ГЛ. р = 35 + 5 + 730 + 2 • 177,6 = 1125,2 м3.

Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданного удельного веса, определяют по формуле

Подставляя данные из условия задачи, получаем

Количеств© глинопорошка для бурения всей скважины равно

(?гл = ^гл. рЯп = 1125,2 -0,412 = 463 т.

Количество воды, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданного удельного веса, определяют по формуле

Угл-- Угл. Р

Угл Ув

Подставляя значения, имеем

Тогда общее количество воды для приготовления 1125,2 м3 рас­ твора равно

Ув = Кгл, рqB= 1125,2 • 0,826 = 930 м3.

П р и м е ч а н и е . Нормы потребного количества глины и воды для при­ готовления 1 м3 глинистого раствора можно также определять по СУСН (табл. 5А).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА, ПОЛУЧЕННОГО САМОЗАМЕСОМ ПРИ ПРОВОДКЕ СКВАЖИНЫ

Задача 27. Определить возможное количество глинистого раствора плотностью угл ‘р = 1,25 г/см3, полученного самозамесом при раз­ буривании глинистых пачек, которые залегают в следующих интер-

50

Решение. Объем глинистых пачек, подлежащих разбуриванию,

<?гл = (1 - п) углТгл = (1 - 0,1) 2,8 • 107 = 269,6 т;

Определим возможный объем глинистого раствора, полученный самозамесом

Количество воды для приготовления самозамесом 699 м3 глини­ стого раствора составляет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА, ВОДЫ И СУХОЙ ГЛИНЫ ДЛЯ ПРОВОДКИ СКВАЖИНЫ С УЧЕТОМ РАСТВОРА, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ САМОЗАМЕСОМ

Задача 28. Определить расход химически обрабатываемого глини­ стого раствора угл р = 1,2 г/см3 для проходки скважины глубиной 2000 м в одном из районов западной части Украины с учетом раствора,

образующегося при разбуривании глинистых пачек (самозамес), которые залегают в следующих интервалах: 100—130; 450—600

и 1200-1500 м.

Содержание песка в глинистых пачках считать равным 10%. Плотность глины угл = 2,6 г/см3.

Решение. Определим общий объем глинистого раствора, потреб­

=0,30; п3 = 0,12.

Тогда

F6yp = 0,68 • 150 + 0,30 • 950 + 0,12 • 900 = 495 м3.

Определим весовое количество глинопорошка влажностью п = = 10%, потребное для приготовления 767 м3 глинистого раствора.

Определим объем глинистых пачек, подлежащих разбуриванию согласно принятой конструкции скважины.

Угл = 0,785 (0,4452 • 30 + 0,2952 • 150 + 0,1902 •300) = 22,8 м3.

52

Вес чистой глины, подлежащей разбуриванию (без учета 10% песка), составляет

<?гл = (1 - щ) Yi-л^гл= (1 - 0 ,1 ) 2,6 • 22,8 = 53,3 т.

Таким образом, для приготовления 767 м3 глинистого раствора необходимо получить следующее количество глинопорошка:

Qrn = (?гл — (?рл = 277 — 53,3 = 223,7 т.

Следовательно, необходимо получить с глинозавода 223,7 т глино­ порошка или раствора в количестве

Пл. р = Бгл. р - VI*' р = 767 - 1 6 4 = 603 м3.

Количество воды, потребное для приготовления 164 м3 глинистого раствора самозамесом, составляет

Общее количество воды составляет

VB= v i rf v ; = 144 + 528 = 672 м3.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН ПРИ БУРЕНИИ РОТОРНЫМ И ТУРБИННЫМ СПОСОБАМИ

= 1 • 10_ 3 кгс - с/м2, динамическое напряжение сдвига т0 = 0,816 кгс/м2

53

Решение.

Определение потерь давления в бурильных трубах

Определим режим течения глинистого раствора в бурильных тру­ бах по формуле

где угл> = 1,2 гс/см3 (1200 кгс/м3) — удельный вес глинистого рас­ твора; f Tp — средняя скорость течения жидкости в трубах.

П р и м е ч а н и е . Б. С. Филатов при турбулентном режиме предлагает принимать Атр равным 0,017—0,025 в зависимости от концентрации твердой фазы в растворе. Так, для глинистых растворов с угл. р = 1,15—1,25 гс/см3 ре­ комендуется принимать Ятр = 0,018—0,020, для утяжеленных растворов Ххр = = 0,017—0,018, а для растворов малого удельного веса Хтр = 0,020—0,025.

54

получим коэффициент потерь давления в бурильных трубах. Для раз - личных диаметров бурильных труб и некоторых производительностей насосов коэффициенты потерь давления атр приведены в табл. 17 приложения.

Определение потерь давления в кольцевом пространстве

Определим режим течения глинистого раствора в кольцевом про­ странстве

где vK_п — средняя скорость течения жидкости по кольцевому про­ странству.

УК. Л— Я(£>2—£2) »

Dд = 0,295 м — диаметр скважины (долота); D = 0,140 м — наруж­ ный диаметр бурильных труб; Q = 0,03 м3/с — расход промывочной жидкости.

т. е. режим течения ламинарный.

Определим потери давления в кольцевом пространстве по формуле

<?2 ( Ь - Щ Рк. п — 82,6Як пУгл. р (йд-7))3(Дд+Р)2 »

где Хк п — коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства; Як п при ламинарном режиме течения определяют по формуле

55

получим коэффициент потерь давления в кольцевом пространстве. Для различных диаметров долот, бурильных труб и некоторых про­ изводительностей насосов коэффициенты потерь давленияг в кольце­ вом пространстве ак п приведены в табл. 16 приложения.

Определение потерь давления в трубах УБТ

Эти потери наиболее удобно определять по методу эквивалентных длин по формуле

I - i J L

ь. у — ‘у аь >

где 1у = 100 м — длина утяжеленных бурильных труб; d — 12,2 см — внутренний диаметр бурильных труб; dy = 10 см — внутренний диаметр утяжеленных труб.

12,25 ч У у = 100 . 105 = 305 м.

Потери давления в утяжеленных бурильных трубах определяют по формуле

Q2h. у

Ру = 82,6Хтр ^ 5 'Угл. р»

где Ятр — 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических сопро­ тивлений трубы.

найдем коэффициент потерь'давления в трубах УБТ

56

Для различных диаметров УБТ коэффициенты Оувт приведены

втабл.19 приложения.

Пр и м е ч а н и е . Потери давления в трубах УБТ также можно опреде­ лять аналогично определению потерь давления в бурильных трубах. В этом

случае d = <7у.

Определение потерь давления в бурильных замках

Потери давления в замковых соединениях могут быть определены через эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле

где Ятр = 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических со­ противлений замка. В данном случае этот коэффициент равен коэф­ фициенту гидравлических сопротивлений труб, так как внутренний диаметр бурильных труб с высаженными наружу концами и внутрен­ ний диаметр замка (ЗУ) примерно равны; 1Э к = K d — эквивалентная длина замкового соединения в м; К — эквивалентная длина, выражен­ ная в долях внутреннего диаметра труб; L — длина колонны буриль­ ных труб в м; /3 - среднее расстояние между замками в м.

Принимая, согласно данным табл. 4, К = 28,8, находим

получим коэффициент потерь давления в бурильных замках. Для не­ которых диаметров бурильных труб коэффициенты потерь давления в замковом соединении аэ приведены в табл. 18 приложения.

57

Определение потерь давления в промывочных отверстиях долота

Эти потери с достаточной точностью для практических расчетов можно определить по формуле

Ра = ~рт Y™. рQ2i

где F — суммарное сечение промывочных отверстий долота. Согласно данным табл. 3 приложения, F = 17 см2. Тогда

Рд = — - 1,2-302 = 4,5 кгс/см2.

Обозначив

получим коэффициент потерь давления ад в долоте.

П р и м е ч а н и е . Более точно значение рд может быть определено по формуле

'Угл. р(?2

7>д = 2№\F* ’

где ад — коэффициент расхода промывочных отверстий. Для серийных долот ад принимается равным 0,67, а для сменных насадок — 0,94—0,98.

Определение потерь давления в обвязке буровой установки

Потери давления в элементах обвязки (ведущей трубе, вертлюге, буровом шланге, подводящей линии) удобно определять по методу эквивалентных длин.

Сначала определим эквивалентную длину ведущей трубы

№

К в. т ^в. т J5 >

“ в. т

где 1В т —- действительная длина ведущей трубы. Согласно данным табл. 11 приложения, длина 168-мм ведущей трубы составляет 14 м; d — внутренний диаметр бурильных труб; dB т — внутренний диа­ метр ведущей трубы. Согласно данным табл. 11 приложения, dB т = ■= 100 мм. Тогда

тде 1В — действительная длина ствола вертлюга. Для практических

58

Определим эквивалентную длину бурового шланга

где 1Ш— действительная длина бурового шланга. Для практических расчетов можно принять /ш= 20 м; </ш— диаметр проходного отвер­ стия бурового рукава.

Согласно данным табл. 12 приложения, dm — 102 мм. Тогда

с отводом).

Подводящая линия (стояк с отводом) выполнена из 140-мм бу­ рильных труб с внутренним диаметром 122 мм, длиной 1п = 100 м.

Суммарная эквивалентная длина всех элементов обвязки равна

1э об— ^э. р , т “f" в ~Ь ^э; б. ш1 ^п-

1э. об37,8 + 5,4 + 53 + 100 = 196 м.

Тогда суммарные потери давления в обвязке определяются по формуле

где Ятр = 0,0237 — безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений в обвязке. Атр — был определен ранее при определе­ нии потерь давления в бурильных трубах; d = 12,2 см — внутрен­ ний диаметр бурильных труб.

Следовательно,

роб= 82,6 -0,0237 3°'- | f 1,2 = 1,32 кгс/см2.

Определение потерь давления в турбобуре

Величина потерь давления в турбобуре складывается из потерь давления в верхнем узле турбобура и перепада давления в турбобурепри данной производительности насосов, т. е.

Ртур Рп, т “Ь Рт>

где

т ~ ®п, тУтл, рQ2-

а„ т — коэффициент потерь давления в верхнем узле турбобураСогласно данным табл. 20 приложения, ап т = 170-10~Б.

Рп. т = 170 • 10~5« 1,2 « 302 = 1,83 кгс/см2.

Рт= АрУтл. pQ >

59i