РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
КАФЕДРА СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
РАСЧЁТНАЯ РАБОТА ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
Продувка скважины колонкового бурения воздухом и теплотехнический расчёт компрессора
Выполнил : ст. группы
Проверил : проф. Куликов В.В.
Москва, 2012 г. Задание
Рассчитать параметры режима работы многоступенчатого поршневого компрессора с водяным охлаждением при прямой продувке скважины колонкового бурения. Произвести теплотехнический расчёт компрессора.
Параметрами режима работы компрессора являются подача (расход) воздуха, развиваемое давление и развиваемая мощность.
В соответствии с № варианта задания 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 |
|
|
Плотность атмосферного воздуха |
34 |
|
|
Абсолютная вязкость воздуха |
35 |
к |
|
Показатель адиабаты 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 |
|
|
Приращение температуры охлаждающей воды в ступени и охладителе |
42 |
|
|
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 |
,
,
,
кг/м3
,
,
,
,
,
в
ох, ºC
,
кг/м3
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; 3 или 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.