Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ-РГГРУ)
_________________________________________________________________________
КАФЕДРА СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ГИДРАВЛИКЕ
И НЕФТЕГАЗОВОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ
Промывка скважины роторного бурения жидкостью и расчёт параметров режима работы бурового насоса
Выполнил: ст. группы
Проверил: проф. Куликов В.В.
МОСКВА, 2017 г.
Задание
Рассчитать параметры режима работы бурового насоса при прямой промывке нефтяной скважины роторного бурения.
Параметрами режима работы насоса являются подача (расход) промывочной жидкости, развиваемое давление и развиваемая мощность.
I. В соответствии с № варианта задания и результатами последующих расчётов заполнить таблицу исходных данных.
Таблица исходных данных
| № | Обозначение величины и её размерность; вид агента | Значение величины; реологическая модель агента | Наименование величины; назначение агента |
| hc, м | Глубина скважины | ||
| Hc, м | Длина ствола скважины | ||
| hок, м | Глубина спуска обсадной колонны (ОК) | ||
| Hок, м | Длина ОК | ||
| Dок, мм | Наружный диаметр ОК | ||
| dок, мм | Внутренний диаметр ОК | ||
| DД, мм | Диаметр долота | ||
| DУБТ, мм | Наружный диаметр утяжелённых бурильных труб (УБТ) | ||
| dУБТ, мм | Внутренний диаметр УБТ | ||
| HУБТ, м | Длина УБТ | ||
| hУБТ, м | Длина вертикальной проекции УБТ | ||
| DБТ, мм | Наружный диаметр бурильных труб (БТ) | ||
| dБТ, мм | Внутренний диаметр БТ | ||
| HБТ, м | Длина одной БТ | ||
| DСЭ, мм | Наружный диаметр соединительного элемента (СЭ) | ||
| dСЭ, мм | Внутренний диаметр СЭ | ||
| HП, м | Длина подводящей линии (от бурового насоса до колонны БТ) | ||
| dП, мм | Внутренний диаметр подводящей линии | ||
| КЭ, мм | Эквивалентная шероховатость поверхности магистрали | ||
| Dс, мм | Диаметр скважины | ||
| Vмех, м/ч | Механическая скорость бурения | ||
| ρш, кг/м3 | Плотность частиц шлама | ||
| Ψ | Допускаемая максимальная объёмная концентрация шлама в восходящем потоке промывочной жидкости (ПЖ) | ||
| ТВ или ГР | НЖ или БЖ | Очистной агент (ОА) | |
| ρ, кг/м3 | Плотность ПЖ | ||
| τ0, Па | Начальное напряжение сдвига ПЖ | ||
| Абсолютная вязкость ПЖ | ||
| t0, ºС | Средняя температура ПЖ | ||
| VC, м/с | Скорость струи ПЖ при выходе из долота (гидромониторных насадков долота) | ||
| η | Полный КПД насоса | ||
| ηп | КПД передачи от двигателя до насоса | ||
| g, Н/кг | Ускорение силы тяжести |
Примечания
1. При соединении бурильных труб (БТ) «труба в трубу» DСЭ – наружный диаметр колонны в месте соединения, dСЭ – внутренний диаметр колонны БТ в месте соединения.
2. Рекомендуемые значения величин: HП = 20 м; dП = 100 мм; КЭ = 0,1 мм; Vмех = 20 – 50 м/ч; ρш = 2600 кг/м3; t0 = 10 ºС; η = 0,7; ηп = 0,9; g = 9,81 Н/кг; Ψ = 0,05. Диаметр скважины Dс можно условно принять равным диаметру долота DД.
3. При τ0 = 0 реологическая модель – НЖ (ньютоновская жидкость), если r = 1000 кг/м3 – техническая вода (ТВ).
При τ0 > 0 реологическая модель – БЖ (бингамовская жидкость), если r > 1000 кг/м3 – глинистый раствор (ГР).
4. Расчёты выполнять в СИ, ответы (где это необходимо) переводить в единицы, принятые в бурении – МПа и др.
5. Ответы округлять, указывая после запятой не более двух знаков, например: 161 × 10-3 м; 3,48 × 10-3 м2; 43,86 × 105 Па; 0,88 МПа; 8,33 × 10-4 м3/с; 140 × 103 Вт и т.п.
Варианты заданий
| № вариант задания | № пункта таблицы исходных данных | |||||||||||||||||
| 146,1 | 129,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 193,7 | 174,7 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 150,5 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 168,3 | 150,5 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 205,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 244,5 | 228,7 | 215,9 | 161,9 | 88,1 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 203,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 174,7 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 201,3 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | НЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 198,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 124,7 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 205,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 129,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 203,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,4 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 201,3 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 198,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 124,7 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | НЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 205,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 129,1 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 203,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 64,3 | НЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,1 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,4 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 205,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 129,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 203,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,1 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,4 | 120,6 | 64,3 | БЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 201,3 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | БЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 198,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 171,9 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 124,7 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 64,3 | НЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 144,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 219,1 | 205,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | НЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 129,1 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 219,1 | 203,7 | 190,5 | 165,1 | 75,4 | БЖ | |||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 64,3 | НЖ | |||||||||||||||
| 193,7 | 163,5 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,1 | 120,6 | 64,3 | НЖ | ||||||||||||||
| 168,3 | 147,1 | 139,7 | 81,6 | 67,5 | НЖ | |||||||||||||
| 193,7 | 168,3 | 81,6 | 133,4 | 67,5 | БЖ | |||||||||||||
| 146,1 | 127,4 | 120,6 | 64,3 | НЖ |
II. Конструкция скважины
Схема циркуляции промывочной жидкости в скважине при прямой промывке
1 – направление; 2 – кондуктор; 3 – обсадная колонна; 4 – бурильные трубы;
5 – соединительные элементы; 6 – УБТ (утяжеленные бурильные трубы);
7 – буровое долото; 8 – нисходящий поток; 9 – восходящий поток, обогащенный шламом;
Hок – длина обсадной колонны; Hс – длина ствола скважины; Dс – диаметр скважины.