Рекомендации по выбору скорости восходящего потока промывочной жидкости

Тип породоразрушающего инструмента и категория разбуриваемых пород	Скорость восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве, м/с, при промывке
	водой	глинистым раствором
Долота PX в мягких породах (до V категории) Шарошечное долото в твердых породах (свыше V категории) Коронки, армированные твердым сплавом Алмазные коронки	0,6-1,0 0,6-0,8 0,25-0,8 0,5-0,8	0,6-0,8 0,4-0,6 0,2-0,5 -

3.6.2. Определение необходимого давления бурового насоса при промывке скважин

Давление, развиваемое буровым насосом при промывке скважин должно равняться сумме гидравлических сопротивлений в отдельных элементах циркуляционной системы с учетом величины коэффициента запаса:

, (58)

где - потери давления в поверхностной обвязке циркуляционной системы; - потери давления в бурильных трубах; - потери давления в соединениях бурильных труб; - потери давления в породоразрушающем инструменте; - потери давления в кольцевом пространстве; К_з - коэффициент запаса, вводимый из-за разности удельных весов промывочной жидкости в бурильных трубах и в кольцевом пространстве. Следует принимать К_з = 1,1 - 1,3.

Потери давления в поверхностной обвязке циркуляционной системы следует определять по формуле:

, кгс/см², (59)

где - обобщенный коэффициент сопротивления в элементах поверхностной обвязки циркуляционной системы (сопротивление стояка с отводом, бурового рукава, вертлюга и ведущей трубы). Величину следует принимать в пределах (2-4)10^-3; - удельная плотность глинистого раствора, которую следует принимать в пределах (1,1-1,3) г/см³; - производительность бурового насоса, л/с.

Потери давления в бурильных трубах следует определять по формуле:

кгс/см², (60)

где - коэффициент сопротивления в бурильных трубах; - удельная плотность глинистого раствора, г/см³; - производительность бурового насоса, м³/с; l - общая длина бурильных труб, м; - внутренний диаметр бурильных труб, см.

При промывке водой коэффициент сопротивления следует определять по формуле:

, (61)

где - в метрах.

В этом случае для приближенных расчетов можно принимать

= 0,02-0,025.

Если промывка скважины производится глинистым раствором, то для определения коэффициента сопротивления необходимо вычислить критическую скорость течения жидкости в бурильных трубах по формуле:

, м/с, (62)

где - динамическое напряжение сдвига глинистого раствора. Для неутяжеленных глинистых растворов следует применять

= 80-100 дин/см².

Затем определяется фактическая скорость течения раствора в бурильных трубах по формуле:

, м/с, (62)

где размерность в л/с; - в см.

Сравнивая определяется режим потока в бурильных трубах: при < - режим ламинарный, при > - режим турбулентный.

Подсчитывается обобщенный критерий Рейнольдса Re по формуле:

, (63)

где - динамическая вязкость глинистого раствора, следует принимать: = 0,01 пз. Размерность остальных единиц: = 80 - 100 дин/см², - см/с, - (1,1-1,3) г/см³.

При ламинарном режиме движения промывочной жидкости в бурильных трубах коэффициент сопротивления определяется по формуле:

(64)

При турбулентном режиме движения, если Re>50000, коэффициент сопротивления равен:

(65)

Если же Re<50000, коэффициент сопротивления равен:

(66)

Потери давления в соединениях бурильных труб рекомендуется принимать:

, кгс/см². (67)

Потери давления в породоразрушающем инструменте следует принимать:

, кгс/см². (68)

Потери давления в кольцевом пространстве следует определять по формуле:

, (69)

где - коэффициент сопротивления в кольцевом пространстве.

Если промывочной жидкостью является вода, то следует принимать =0,025.

Если же для промывки скважины применяется глинистый раствор, то определяют фактическую скорость течения глинистого раствора в кольцевом пространстве по формуле:

, м/с , (70)

где размерность:

- в л/с; и - в см.

Если > , то = 0,024-0,025.

Если же < , необходимо определить обобщенный критерий Рейнольдса по формуле:

, (71)

где основные единицы измерений и величины принимать такими же, как при определении Rе для течения жидкости в бурильных трубах.

По величине Rе определяется сопротивление в кольцевом пространстве:

(73)

3.6.3. Подбор бурового насоса для промывки скважин

По величине необходимого давления Р и необходимой производительности бурового насоса в соответствии с рекомендациями, приведенными в таблице 42, подбирается марка бурового насоса. Для подобранной марки бурового насоса в соответствии с данными в таблице 43, выписывается его техническая характеристика.

Таблица 42