Расчет потерь давления в скважине при разной глубине

Расчет потерь давления в трубах при глубине скважины 2100м.

Для ЛБТ:

L= 1525 м, Q=0,024 м³/с

.

Динамическое напряжение сдвига:

t₀ = 8,5×10^-3×r_ж-7=8,5×10^-3×1140-7= 2,69 Па.

Структурная вязкость ВПЖ:

h = 0,004×t₀ = 0,0045 × 2,86 = 0,012 Па×с.

Определим режим течения жидкости в трубе:

Число Рейнольдса:

Критическое число Рейнольдса:

Итак Re>Re_кр, режим течения турбулентный.

Потери давления определяются по формуле:

,

,

.

В СБТ:

L= 500 м, Q=0,024 м³/с

.

Динамическое напряжение сдвига:

t₀ = 8,5×10^-3×r_ж-7=8,5×10^-3×1140-7= 2,69 Па.

Структурная вязкость ВПЖ:

h = 0,004×t₀ = 0,0045 × 2,69 = 0,012 Па×с.

Определим режим течения жидкости в трубе:

Число Рейнольдса:

Критическое число Рейнольдса:

Итак Re>Re_кр, режим течения турбулентный.

Потери давления определяются по формуле:

,

,

.

В УБТ:

L= 50 м, Q=0,024 м³/с

.

Динамическое напряжение сдвига:

t₀ = 8,5×10^-3×r_ж-7=8,5×10^-3×1160-7= 2,69 Па.

Структурная вязкость ВПЖ:

h = 0,004×t₀ = 0,0045 × 2,86 = 0,012 Па×с.

Определим режим течения жидкости в трубе:

Число Рейнольдса:

Критическое число Рейнольдса:

Итак Re>Re_кр, режим течения турбулентный.

Потери давления определяются по формуле:

,

,

.

Расчет потерь давления в долоте:

DР=a×Q²r_ж, где a- коэффициент потерь давления, Па×с²/кг×м³,

а=0,5/m²_н×f²,

где m_н=0,9 – коэффициент расхода в промывочных отверстиях долота, м²,

f –площадь сечения промывочных отверстий долота,м², f= м²,

а=0,5/(0,9²×( )²)=2,2×10⁶ Па×с²/кг×м³

DР=2,2×10⁶×0,024²×1160=1,47 МПа.

Расчет потерь давления в забойном двигателе

а = ;

Р =а*Q * ;

где a- коэффициент потерь давления, Па×с²/кг×м³,

а = Р=4,33*10 *0.024 *1140=2,89 МПа.

Расчет потерь давления в кольцевом пространстве.

Расчет потерь давления против ЛБТ:S= м ;U= м/с;

Критическая скорость:

,

т.к.U< U =>ламинарный режим течения.Параметр Сен-Венана:

;

.

Расчет потерь давления против СБТ₁ в обсаженной части:

L_CБТ1=175 м.

S_КП=p*(D²-d²) /4=3,14*(0,245²-0,127²)/4=0,034 м² ,

Находим скорость течения:

U=0,024/0,034=0,7 м/с,

Критическая скорость:

,

Так как U <U_кр=> режим течения ламинарный. При ламинарном режиме потери давления определяются по формуле:

,

где b=b(Sen)- коэффициент, зависящий от параметра Сен-Венана.

Параметр Сен-Венана:

,

Из графика находим b=0,61.

.

Расчет потерь давления против СБТ₂ в необсаженной части: L_СБТ2=L_СБТ-L_СБТ1=2000-1800=325 м. S= м ;

U= м/с;

т.к.U< U => ламинарный режим течения.

Параметр Сен-Венана:

;

,

где D –внутренний диаметр скважины, м;

d - наружный диаметр трубы, м;

Расчет потерь давления в УБТ:S= м ;U= м/с;т.к.U>U =>турбулентный режим течения.

Потери давления определяются по формуле:

,

,

.

Расчет потерь давления в кольцевом пространстве против замков СБТ:

DР=a×Q²r_ж;

где x- коэффициент местного сопротивления, ℓ_m- длина одной трубы;

где D_З- диаметр замка, для ЗП-178 D=178 мм. Па×с²/кг×м³,

DР = 32164×0,024²×1160=0,02 МПа.

Так как значение DР в замках ЛБТ маленькое, то в дальнейших расчетах DР пренебрегаем, т.е. для замков СБТ DР не считаем.

Расчет потерь давления в элементах циркуляционной системы

Участок	L,м	D, мм	d, мм	S, м2	U, м/с	Re* (Sen)		∆P, Мпа
Трубное пространство
ЛБТ				0,01	2,4		0,03	1,33
СБТ				0,009	2,7		0,029	0,54
УБТ			71,4	0,004			0,024	0,35
ЗД		-	-	-	-	-	-	2,89
Замки БТ			-	-	-	-	-
Долото	-	215,9	-	0,0014	-	-	-	1,47
Кольцевое пространство
ЛБТ				0,034	0,7	(36,45)	(0,6)	0,25
СБТ1				0,034	0,7	(37,08)	(0,62)	0,028
СБТ2				0,053	0,78	(38,90)	(0,62)	0,038
УБТ				0,036	1,14	(15,86)	(0,45)	0,2
ЗД				0,023	1,78	4505,8	0,026	0,021
Замки БТ ЛБТ				-	-	-	-	0,02
	∑7,14

Расчет потерь давления в верхней обвязке буровой

Стояк:

D=114 мм,

а=3,35×10⁵ Па×с²/м³×кг,

DР= а×Q²×r_ж=3,35×10⁵×0,024²×1140=0,22 МПа.

Шланг:

d=76 мм,

а=1,2×10⁵ Па×с²/м³×кг,

DР= а×Q²×r_ж=1,2×10⁵×0,024²×1140=0,08 МПа.

Вертлюг:

d=75 мм,

а=0,9×10⁵ Па×с²/м³×кг;

DР= а×Q²×r_ж=0,9×10⁵×0,024²×1140=0,06 МПа.

Ведущая труба:

D=114 мм, d=74 мм,

а=1,8×10⁵ Па×с²/м³×кг,

DР= а×Q²×r_ж=1,8×10⁵×0,024²×1140=0,12 МПа.

Манифольд:

D=114 мм,

а=13,2×10⁵ Па×с²/м³×кг,

DР= а×Q²×r_ж=13,2×10⁵×0,024²×1140=0,88 МПа.

Результаты вычислений заносим в таблицу 4 .

Таблица 4 – Потери давления в обвязке

Сумма потерь давлений в скважине равна:

SDP=SDP_Т+SDP_ВО=7,14+1,36= 8,5 МПа при бурении с расходом 0,024 м³/с, плотностью 1140 кг/м³ на глубину 2100 м.

Выбор насоса

Выбирается насос, рабочее давление которого [Р] при i– диаметре втулок удовлетворяющий условию: Р_н>SDР_i,

Количество насосов определяется условием: SQ_н>Q,

где Р_н- давление насоса, МПа;

Q_н- фактическая производительность насоса, м³/с.

В справочной литературе чаще всего указывается теоретически возможная производительность насоса Q; фактическая производительность насоса Q_н, как правило, меньше и определяется в основном условиями всасывания.

При работе на всасывание К = Q_н /Q = 0,8 – 1.

Фактическую производительность насоса Q_ф примем:Q_н=Q.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: