Гидравлический расчет промывки скважины

1. Определение потерь давления в кольцевом пространстве

Средняя скорость течения жидкости по кольцевому пространству определится по формуле (50):

, (50)

где D_д – диаметр долота, мм;

D_тр – наружный диаметр бурильных труб, мм;

Режим течения бурового раствора в кольцевом пространстве определяется по формуле (51):

(51)

Коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства при ламинарном режиме течения определится по формуле (52):

(52)

Определяем потери давления в кольцевом пространстве по формуле (53):

, (53)

где L_УБТ – длина утяжеленных бурильных труб, м;

Н – глубина скважины, м.

1. Определение потерь давления в бурильных замках

Потери давления в замковых соединениях определяются через эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле (54):

, (54)

где l_тр = 0,025 – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений замка. В данном случае этот коэффициент равен коэффициенту гидравлических сопротивлений труб, т.к. внутренний диаметр бурильных труб с высаженными наружу концами и внутренний диаметр замка примерно равны;

L – длина колонны бурильных труб, м;

l_З. – среднее расстояние между замками, м;

l_Э.З. – эквивалентная длина замкового соединения (м) определяется по формуле (55):

(55)

где k - эквивалентная длина, выраженная в долях внутреннего диаметра труб (выбирается по таблице 7).

1. Определение потерь давления в промывочных отверстиях долота

Потери давления в промывочных отверстиях долота определяем по формуле (56):

(56)

где F – суммарное сечение промывочных отверстий долота, определяется в зависимости

от диаметра долота, см² (выбирается по таблице 8).

1. Определение потерь давления в турбобуре

Величина потерь давления в турбобуре складываются из потерь давления в верхнем узле турбобура и перепада давления в турбобуре при данной подаче насосов, т.е.

(57)

, (58)

где а_ПТ – коэффициент потерь давления в верхнем узле турбобура (а_ПТ=24,0*10^-5).

(59)

где А_р- коэффициент перепада давления в турбобуре, который определяется по формуле (60):

, (60)

1. Определение потерь давления в обвязке буровой установки

В элементы поверхностной обвязки циркуляционной системы входят манифольд, стояк, буровой рукав, вертлюг, ведущая труба. Потери давления в этих элементах рассчитываются по формуле (61):

(61)

где r_б.р.-плотность бурового раствора, г/см³

Q- подача бурового насоса, л/с

а – коэффициент потерь давления (выбирается по таблице 9).

Следовательно, общие потери в обвязке буровой установки будут равны:

, (62)

где ΔР_м – потери давления в манифольде;

ΔР_ст – потери давления в стояке;

ΔР_б.р.– потери давления в буровом рукаве;

ΔР_в – потери давления в вертлюге;

ΔР_в.тр.– потери давления в ведущей трубе.

Таким образом, суммарные потери давления во всей циркуляционной системе: (63)

Таблица 7 – Эквивалентная длина замка бурильных труб