vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Часть II. Раздел 13. Расчет параметров промывки скважины и режима работы буровых насосов

13. Расчет параметров промывки скважины и режима работы буровых насосов.

13.1. Упрощенная методика пересчета параметров промывки при изменении подачи насосов.

13.1.1. Вязкопластичные жидкости.

Вспомним, что существуют точные методы расчета потерь давления при структурном движении в трубном и в заколонном пространствах. Для трубы точным методом является уравнение Букингэма или предложенный Гродде метод решения этого уравнения. Формула Бингама по сравнению с упомянутыми методами расчета является приближенной, менее точной (как результат "отбрасывания" третьего члена в уравнение Букингэма). Если обозначить в (5.2):

В практике расчетов возникает часто ситуация, когда известна, например, величина рв1, соответствующая некоторому известному Q1 , причем Q1 < Qкр. Чтобы получить для пересчета давлений уравнение типа (13.1),

Для долота, турбобура и манифольда потери (или перепады) давления определяются по единообразной

и пересчет давлений для этих элементов не сопровождается новыми погрешностями, превышающими погрешность формул. Сложнее обстоит дело с турбулентным режимом течения в доквадратичной (переходной) области, когда в формуле Дарси-Вейcбаха зависит от Q . Для ускорения пересчета рв или рк, на новое значение приходится принимать допущение (предположение): если рв1 или рк2 при Q = Q1 найдены "строгим" путем, с учетом влияния Q на , иначе говоря, с использованием формулы (6.9), то условно считается

83

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Часть II. Раздел 13. Расчет параметров промывки скважины и режима работы буровых насосов

(принимается), что в окрестностях рв1 или рк2 существует квадратичная (параболическая) зависимость рв или рк от Q . Разумеется, такое допущение будет искажать результат пересчета с плюсовой ошибкой (завышать), когда Q2 > Q1, и занижать, когда Q2<Q1. Ошибка будет тем меньше, чем ближе Q к Q1 . И напротив, ошибка рв2 или рк2 будет возрастать, когда Q "удаляется" от Q1.

Обобщим изложенное. Проследим за изменением вида зависимости рн =f(Q) по мере увеличения Q от малых значений до больших, соответствующих квадратичной области. Если в скважине только трубы и расход таков, что везде структурный режим, то

В этом уравнении источником погрешности являются Ав и Ак, потому что в переходной области турбулентного течения они не могут считаться постоянными, поскольку:

В практике расчетов часто приходится определять Q, при котором давление на насосах, например, когда оно равно некоторому наперед заданному значению (обратная задача). Предположим, что рн ограничивается величиной рдоп. Если потери давления описываются уравнением (13.6), то искомый расход Q равен:

Таким образом, при "чисто" структурном или "чисто" турбулентном режимах движения определение искомого Q выполняется достаточно просто.

Сложнее обстоит дело, когда зависимости рн =f(Q) описываются уравнениями (13.7) или (13.8), когда приходится, строго говоря, искать корень полного квадратного уравнения. В таких случаях обычно прибегают к следующему допущению. Обычно сравнивают потери (или перепады) давления, относящиеся к турбулентному режиму движения, с суммой потерь давления на тех участках, где режим движения был структурным. Допущение заключается в том, что пренебрегается одной из этих сравниваемых величин. Если, например, "структурные" потери давления окажутся меньше "турбулентных", то все потери (перепады) условно относятся к турбулентным, а зависимость рн =f(Q) относят к виду (13.5). В противном случае – к виду (13.2).

84