Данные для расчета:
Глубина скважины 3001 м
Тип турбобура ДРУ2-172
Диаметр долота 0,219 м
Длина ТБПК 127х9,2 2160 м
Длина ЛБТВК 147х13 800 м
Длина УБТ 178х80 24 м
Плотность бурового раствора ρ1=1140 кг/м3
Структура вязкости раствора бурового η=0,01 н/м2
Динамическое напряжение сдвига τ0=8,10 н/м2
1. Выбираем диметр втулок и число насосов.
По шифру турбобура определяем необходимый расход промывочной жидкости по (т. 93) [6]
Q=32 дм3/с
Выбираем количество буровых насосов равным 1 и диаметр втулок для обеспечения необходимого расхода:
Qнас=32 л/с
Дпорш.=0,170 м
Рнас.=35 мПа
2. Определяем режим течения жидкости в циркуляционной системе:
2.1 Определяем режим течения жидкости в бурильных трубах ЛБТ.
(33)
где ρбр – плотность бурового раствора, кг/м3
Vтр – средняя скорость течения жидкости в трубах, м/с
(34)
Q - расход бурового раствора, м3/с
d - внутренний диаметр бурильных труб, м
η -структура вязкости раствора Н*с/м2
τ0 - динамическое напряжение сдвига Н/ м2
при Re≤2300 ламинарный
при Re ≥2300 турбулентный
(35)
2.2 Определяем режим течения жидкости в бурильных трубах ТБПК.
(36)
(37)
(38)
2.3 Определяем режим течения жидкости в бурильных трубах УБТ.
(39)
(40)
2.4 Определяем режим течения жидкости в кольцевом пространстве: стенка скважины – турбобур.
где Дд – диаметр долота скважины, м
Д – наружный диаметр турбобура, м
Vкп – средняя скорость течения жидкости по кольцевому пространству, м/с
(41)
2.5 Определяем режим течения жидкости в кольцевом пространстве: стенка скважины – УБТ.
(42)
(43)
2.6 Определяем режим течения жидкости в кольцевом пространстве: стенка скважины – ТБПК.
(44)
(45)
2.7 Определяем режим течения жидкости в кольцевом пространстве: стенка скважины – ЛБТ.
(46)
(47)
3. Определяем коэффициенты гидравлических сопротивлений.
3.1 В бурильных трубах.
В ЛБТ турбулентный режим
(48)
В ТБПК турбулентный режим.
(49)
В УБТ турбулентный режим.
(50)
3.2 В кольцевом пространстве.
В ЛБТ ламинарный.
(51)
В ТБПК ламинарный.
(52)
В УБТ ламинарный
(53)
4. Определяем потери давления.
4.1 В ЛБТ:
(54)
где λлбт – коэффициент гидравлического сопротивления в ЛБТ
Q – подача насосов, м3/с
Lлбт – длина труб ЛБТ, м
d – внутренний диаметр ЛБТ, м
4.2 В ТБПК:
(55)
4.3 В УБТ:
(56)
4.4 В турбобуре:
(57)
где Рдво – потери давления в турбобуре при течении жидкости.
4.5 В кольцевом пространстве: стенка скважины – турбобур
(58)
где lкпт/бур – длина турбобура, м
Дт/б – диаметр турбобура, м
4.6 В кольцевом пространстве: стенка скважины – УБТ.
(59)
4.7 В кольцевом пространстве: стенка скважины – ТБПК.
(60)
4.8 В кольцевом пространстве: стенка скважины – ЛБТ.
(61)
4.9 В обвязке БУ.
(62)
4.10 Определяем сумму потерь давления.
(63)
5. Определяем резерв давления для реализации в насадках долота.
(64)
(65)
6. Определяем диаметр насадок долота.
(66)
где z – число насадок долота
μр – коэффициент расхода насадок (0,92-0,95)
| Гидравлический расчет промывки скважины. | ||||||
| Дано: | ||||||
| ρбр = | 1140 | кг/м3 | ||||
| Lлбт = | 800 | м | ||||
| Lубт = | 24 | м | ||||
| Lтбпк = | 2160 | м | ||||
| Lтбпк = | 400 | |||||
| Lт/б = | 7,00 | м | ||||
| Рт = | 6 | МПа | ||||
| Выбор диаметра долота и числа насадок. | ||||||
| Для бурения скважины применяется турбобур | ДРУ2-172 | |||||
| Для нормальной работы турбобура необходим расход | ||||||
| промывочной жидкости | Q = | 0,032 | ||||
| Выбираем буровой насос УНБ - 600 с диаметром втулок 170 х 170 | ||||||
| С максимальным давлением: | ||||||
| Pmax = | МПа. | |||||
| Расчет рабочего давления насоса: | ||||||
| Рр = (0,63÷0,85)*Pmax | ||||||
| Рp = | 15,2 | МПа | ||||
| Расчет потерь в надземных элементах | ||||||
| Pm' = | 0,19 | МПа | ||||
| λ = | 0,02 | |||||
| Lнт = | м | |||||
| dнт = | 0,1 | м | ||||
| am = | ||||||
| η = | 0,1 | |||||
| Потери в подземных элементах | ||||||
| Pm" = | 0,03 | МПа | ||||
| Определяем число Re в бурильных трубах | ||||||
| Re лбт. = | 3161,32 | |||||
| Re убт = | 2610,75 | |||||
| Re тбпк = | 3659,16 | |||||
| Dд = | 0,219 | м | ||||
| dлбт = | 0,147 | м | dвнут = | 0,121 | м | |
| dубт = | 0,178 | м | dвнут = | 0,09 | м | |
| dтбпк = | 0,127 | м | dвнут = | 0,109 | м | |
| dтбпк = | 0,14 | м | dвнут = | 0,122 | м | |
| dт/б = | 0,172 | м | ||||
| Re < 2300 - ламинарный режим | ||||||
| Re > 2300 - турбулентный режим | ||||||
| Определяем коэффициенты гидравлических сопротивлений | ||||||
| λлбт = | 0,03 | |||||
| λубт = | 0,026 | |||||
| λтбпк = | 0,025 | |||||
| Перепады в трубах | ||||||
| Рлбт = | 0,628 | МПа | ||||
| Рубт = | 0,100 | МПа | ||||
| Ртбпк = | 1,539 | МПа | ||||
| Потери давления в турбобуре | ||||||
| Рт/б = Рт*ρ*10^-3 | ||||||
| Рт/б = | 6,84 | МПа | ||||
| Число Re для кольцевого пространства | ||||||
| Re кп.лбт. = | 1286,23 | |||||
| Re кп.убт = | 1184,59 | |||||
| Re кп.тбпк = | 1361,60 | |||||
| Re < 2300 - ламинарный режим | ||||||
| Re > 2300 - турбулентный режим | ||||||
| Определение λкпбт | ||||||
| λкп.лбт = | 0,0622 | |||||
| λкп.убт = | 0,0675 | |||||
| λкп.тбпк= | 0,0588 | |||||
| λкп.т/б = | 0,0200 | |||||
| Потери давления в кольцевом пространстве | ||||||
| Pкп.лбт = | 1,1845 | МПа | ||||
| Pкп.убт = | 0,2086 | МПа | ||||
| Pкп.тбпк = | 1,5510 | МПа | ||||
| Pкп.т/б = | 0,110 | МПа | ||||
| Сумма потерь давления | ||||||
| Рс = Рм'+Рм"+Рубт+Рлбт+Ртбпк+Рт/б+Ркп.убт+Ркп.лбт+ | ||||||
| + | Ркп.тбпк+Ркп.т/б= | 12,38 | МПа | |||
| Резерв давления на насадках долота | ||||||
| Рд = Рр-Рс | ||||||
| Рд = | 2,8206 | МПа | ||||
| Определение диаметра насадок долота | ||||||
| z = | ||||||
| Mд = | 0,95 | |||||
| Диаметр насадки равен: | ||||||
| dn = | 0,0101 | м |