1. Основні відомості

Об’єм цементного розчину для цементування обсадної колони визначається за формулою [2]:

,

де k₁ – коефіцієнт, що враховує збільшення об’єму цементного розчину для заповнення каверн (k₁=1,1-1,8);

D – діаметр свердловини;

d₁ – діаметр обсадної колони;

H_ц – висота затрубного простору до устя свердловини;

d₂ – внутрішній діаметр обсадної труби;

h – висота встановлення стоп-кільця.

Кількість сухого цементу для приготування цементного розчину визначається за формулою:

,

де m – водоцементне відношення (водоцементний фактор);

ρ – густина цементного розчину.

Кількість цементу, яку треба приготувати з врахуванням втрат при затворенні

,

де k₂ – коефіцієнт, що враховує наземні втрати при затворенні цементного розчину з використанням цементозмішувальних машин.

Необхідна кількість води для за творення цементу 50%-ної консистенції

.

Кількість продавочної рідини

,

де Δ – коефіцієнт стискання глинистого розчину.

Максимальний тиск при посадці пробки на стоп-кільце

P_max=P₁+P₂ ,

де P₁ – тиск, необхідний для переборювання опору, обумовленого різницями густин рідини в трубах і затрубному просторі;

P₂ – тиск, необхідний для переборювання гідравлічних опорів

,

де ρ_р =1260 кг/м³ – густина продавочної рідини.

Величину P₂ знаходимо за формулою Тищенко-Бакланова для свердловин глибиною понад 1500 м

P₂=0,001Н+1,6(МПа).

Кількість цементувальних агрегатів вибирають з умови отримання швидкості цементного розчину в кільцевому просторі в низу колони в момент початку продавлювання не менше V_кр=1,5-2,0 м/с, що сприяє більш повному витісненню глинистого розчину.

Кількість агрегатів визначається за формулою

по подачі ;

або по потужності ,

де Q^IV– подача цементувального насосу на IV швидкості;

N_ца – потужність цементувального насосу.

Час цементування

,

де Q_ца – сумарна продуктивність цементувальних агрегатів;

Q_м – продуктивність цементувальних агрегатів, при якій досягається повне витіснення цементним розчином бурового розчину

Q_ца= Q^IV∙n ,

.

2. Постановка задачі.

Скласти графічний алгоритм і програму для визначення кількості цементувальних агрегатів і часу цементування для діапазону висот затрубного простору з кроком 100 м. За шукану величину прийняти максимальне значення кількості агрегатів, розрахованих відповідно за формулами по подачі і по потужності. Знаходження V_ц, φ_ц, V_пр, P₁, n, t_ц оформити у вигляді функції. Побудувати графік залежності часу цементування від густини цементного розчину.

3. Варіанти завдань

Параметри	Варіанти
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Назва цементувального агрегату	ЦА-320А	УНІ-630×70А	УНБІ-160×63	УНБІ-400×40	4ЦА-100	5ЦА-320	3ЦА-400А	АС-350	АС-400В
Nца , кВт	105	470	110	278	48	105	258	118	184
QIV, м3/с	0,0124	0,015	0,014	0,024	0,006	0,0124	0,022	0,01	0,012
D, м	0,196	0,218	0,244	0,330	0,374	0,435	0,476	0,323	0,254
d1, м	0,146	0,168	0,194	0,273	0,324	0,377	0,426	0,273	0,194
d2, м	0,129	0,148	0,170	0,253	0,300	0,357	0,402	0,248	0,176
Нц, м	3000-4000	2800-5200	2000-4200	3500-5200	2900-4600	1800-3500	3200-4800	2500-4500	2200-3900
h, м	10	12	11	8	12	14	9	7	10
m	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
ρ , кг/м3	1700-2100	1700-1980	1300-2400	1700-2000	1700-2100	1500-2220	1720-1900	1600-2000	1700-2120
Δρ , кг/м3	50	40	100	30	40	80	20	50	30
k2	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01
Δ	1,03	1,04	1,05	1,03	1,04	1,05	1,03	1,04	1,05
ΔV, м3	1.8	2.1	2.2	1.9	1.2	2.4	1.2	2	1.6

Задача №4

Тема: Визначення тиску повітря в компресорі під час продувки вибою свердловини.