Федеральное агентство по образованию ГОУВПО

«Самарский Государственный Технический Университет»

Нефтетехнологический факультет

Методические рекомендации к

лабораторной работе «Гидравлический расчет промывки забойных песчаных пробок»

по дисциплине «Капитальный и подземный ремонт скважин» на тему:

Самара 2011

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Произвести гидравлический расчет промывки забойной песчаной пробки для условий скважины, приведенных в табл. 3. Значения параметров выбираются согласно, номеру варианта получаемого путем суммирования двух последних цифр номера зачетной книжки.

Параметр	Глубина скважины, м	Диаметр фонтанных труб, ММ	Диаметр эксплуата­ционной колонны, мм	Расход жидкости, л/с.	Макси­мальный размер зе­рен, мм
Вариант.	Обозначение
	Н [103]	dn	D	Q	-
0	2	60	114	3	0,05
1	2,5	73	114	4	0,11
2	3	60	141	3	0,15
3	3,5	73	141	4	0,21
4	4	60	168	5	0,25
5	4,5	73	168	6	0,3
6	2	89	168	7	0,35
7	2,5	60	194	5	0,7
8	3	73	194	6	0,8
9	3,5	89	194	7	0,9
10	4	60	219	8	1,0
11	4,5	73	219-	10	1,2
12	2	89	219	10	1,4
13	2,5	60	194	5	1,6
14	3	73	194	6	1,8
15	3,5	89	194	7	2,0
16	4	60	141	7	0,7
17	4,5	73	141	8	0,8
18	5	73	114	10	0,9

Гидравлический расчет промывки забойных песчанньгх пробок

Этот расчет состоит в определении продолжительности промывки, потерь напора, давления на выкиде промывочного насоса, затрачиваемой мощности.

При промывке скорость восходящего потока жидкости должна быть больше скорости свободного падения наиболее крупных частиц пески в этой жидкости

Скорость подъема размытого песка определяется по следующей формуле:

υ_п = υ_в- ω (I)

где υ_п - скорость подъема песчинок;

υ_в - скорость восходящего потока жидкости; ω -скорость падения наиболее крупных частиц в жидкости. Значения υ_в и ω берутся из табл. 1, 2, 3 приложения исходя из условий прямой промывки

Время t необходимое для подъема размытой песчаной пробки на поверхность с глубины Н, будет определятся как

(2)

Допускаемые глубины промывки рассчитываются с учетом величины давления на выкиде промывочного насоса,_: которое должно быть достаточным для преодоления всех гидравлических сопротивлений, возникающих при прохождении промывочной жидкости в стволе скважины.

Общее гидравлическое сопротивление, как при прямой, так и при обратной промывке, складывается из следующих величин;

h_общ =h₁ + h₂+ h₃ + h₄ + h₅

где h₁ – сопротивление при движении нисходящего потока жидкости;

h₂ - сопротивление при движении восходящего потока жидкости;

h₃ - потеря напора для уравновешивания разности удельных весов жидкости в трубах и в затрубном пространстве;

h₄- потери напора в вертлюге и шланге;

h₅- гидравлическое сопротивление в нагнетательной линии.

Все величины сопротивлений даются в метрах столба промывочной жидкости и определяются по приведенным ниже формулам и табл.4, 5.

Прямая промывка водой. Гидравлическое сопротивление при движении жидкости внутри промыво,чных труб (м вод.ст):

где λ - коэффициент гидравлического сопротивления (по табл. 6);

Н - глубина скважины, м;

d_в - внутренний диаметр промывочных труб, м;

υ_н - скорость нисходящего потока жидкости в зависимости от расхода ее и диаметра труб (определяется по табл. 1);

g- ускорение силы тяжести в м/с².

Гидравлическое сопротивление при движении смеси жидкости с песком в кольцевом пространстве скважины (м вод.ст):

(5)

где φ = 1,1 -1,2 - -коэффициент, учитывающий повышение гидравлического сопротивления от содержания песка в жидкости;

λ -коэффициент гидравлического сопротивления при движении воды в кольцевом пространстве (определяется по диаметру труб, эквивалентному разности диаметров (D - d_n)

D - диаметр эксплуатационной колонны, м;

d_n - наружный диаметр промывочных труб в м;

υ_в - скорость восходящего потока жидкости в кольцевом пространстве (определяется по табл. 3).

Гидравлическое сопротивление в шланге и вертлюге h₄ находится по опытным даннам (табл 5)

Гидравлическое сопротивление в нагнетательной линии h₅ от насоса до шланга определяется аналогично сопротивлению в промывочных трубах (при коротких трубах эта величина небольшая).

Давление на выкиде насоса зависит от суммы гидравлических сопротивлений (атм)

(6)

Давление на забой скважины (атм):

(7)

Мощность, необходимая для промывки песчаной пробки (л.с):

(8)

где Q- производительность насоса(расход жидкости) в л/с.;

η_а - общий механический КПД промывочного агрегата ( 0,72 - 0,8).

Исходя из требуемой мощности, определим требуемое количество агрегатов

- мощности промывочного агрегата (Табл 7.)

Использование максимальной мощности промывочного агрегата (%);

Ка =100N/ N_max (9)

Обратная промывка водой Гидравлическое сопротивление при движении жидкости в затрубном пространстве:

Гидравлическое сопротивление при движении смеси жидкости с песком внутри насосно-компрессорных труб:

Потери напора на уравновешивании разности удельных весов жидкости в насосно-компрессорных трубах и в затрубном пространстве h₃ определяются по табл. п. 4.

Гидравлическое сопротивление в шланге и вертлюге h₄ при обратной промывке обычно отсутствует.

Гидравлическое сопротивление в нагнетательной линии h₅- будет то же, что и при прямой промывке

Дальнейшие расчеты (давление на выкиде насоса, давление на забой скважины, необходимой мощности, скорости и продолжительности подъема размытого песка) ведутся также, как и для прямой промывки.

Гидравлический расчет промывки песчаных пробок нефтью аналогичен расчету промывки водой, но вследствие более высокой вязкости нефти улучшаются показатели промывки - требуется меньше времени, и получается более высокое использование мощности промывочного агрегата.