ВСЁ ПРО НЕФТЬ И ГАЗ

Комплексный интернет- портал посвещённый нефти и газу

Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!!

Литература
много книг по нефти и газу

Программы нефтегазового комплекса

Медиафайлы про нефть

Анекдоты про нефтяников

Знакомства для буровиков

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

Гукасов Н.А., Брюховецкий О.С., Чихоткин В.Ф.

"Гидродинамика в разведочном бурении".

Глава № 10

Навигация

Аннотация-Оглавление-Введение-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ВНИМАНИЕ

В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML.

Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF.

ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы.

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.

анекдоты

программы

истории

ГИДРАВЛИЧЕCКАЯ ПРОГРАММА

ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИНЫ

СО СЪЕМНЫМ КЕРНОПРИЕМНИКОМ

И ДВОЙНОЙ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННОЙ

10.1. ГИДРАВЛИЧЕCКАЯ ПРОГРАММА

ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИНЫ

СО СЪЕМНЫМ КЕРНОПРИЕМНИКОМ

Расчеты по формуле (9.248) показали, что при подъеме кер-ноприемника изменение давления на забое может достигать

высоких значений.

В результате расчетов по выражению (8.57) было установлено, что при движении промывочной жидкости в пространстве

между керноприемником и внутренней полостью бурильных труб могут возникнуть значительные потери давления.

Из практики бурения известно, что интенсивность разрушения горных пород, а значит, и механическая скорость проходки

vMex тем выше, чем ниже превышение забойного давления над гидростатическим.

Таким образом, реологические свойства, т.е. величины ц и х0, а также расход жидкости будем определять из следующих

условий:

1) изменение гидродинамического давления на забое имеет строго определенное значение при подъеме керноприемника с

заданной скоростью uт;

2) потери давления в пространстве между керноприемником и внутренней полостью бурильных труб составляют Аp

(например, Аp = 2-Ю5 Па);

3) отношение забойного давления к гидростатическому известно и составляет pза6/уl (например, pза6/уl = 1,05).

Согласно (9.248) можно записать: 252

10

41 А

1 + гЯ1п

 

Ар

1кт0

3 г1(1-га)

В соответствии с (8.57)

Арк.п

21 Т

ф(га)Г1

гр(га)-

ЧЧ

¦ФК)

(10.1)

(10.2)

Пользуясь выражением (8.57), составим формулу для определения превышения забойного давления над гидростатическим:

Рзаб =1 + 2T

Yl Уф(гак)К

Г

w„

W„

1

-ф(Гак)-

(10.3)

где 1к и I — длина соответственно керноприемника и колонны бурильных труб; га = Го/г1 гак = rH/R; rH и R - наружный

радиус колонны бурильных труб и радиус скважины соответственно.

Оценим, какими могут быть га и га к. Известно, что для керноприемника КССК-95 радиус внешней поверхности г0 = = 0,030

м. Тогда при внутреннем радиусе колонны бурильных труб Г1 = 0,0335 м имеем га = 0,895522. Принимаем, что толщина

стенки колонны бурильных труб составляет 5 мм. Тогда гн = 0,0385 м. При радиусе скважины R = 0,0475 м ra K = = 0,810526.

Для облегчения расчетов по выражениям (10.2) и (10.3) целесообразно рассчитать значения ср(га), г|>(га) и ф(га), которые

отличаются от г|)(гак), ср(гак) и ф(гак) только значениями га. В табл. 10.1 приведены значения ср(га), г|>(га) и ф(га) в

диапазоне га = 0,700-0,950.

Таблица 10.1

Га
гр(га)

0,699
-1,1293

0,701 0,703
-1,1156 -1,1021

0,705
-1,0885

0,707 0,709
-1,0751 -1,0617

0,711
-1,0483

0,713
-1,0351

0,715
-1,0219

0,717
-1,0087

0,719 0,721
-0,9957 -0,9827

0,723
-0,9698

ф(га)

1,2498 1,2198 1,1903 1,1611 1,1327 1,1046 1,0770 1,0499 1,0233 0,9972 0,9715 0,9463 0,9216

ф(га)

0,3890 0,3817 0,3745 0,3674 0,3604 0,3535 0,3457 0,3399 0,3332 0,3266 0,3201 0,3137 0,3073

0,700 0,702 0,704 0,706 0,708 0,710 0,712 0,714 0,716 0,718 0,720 0,722 0,724

гр(га)
ф(га)

-1,1225
1,2348

-1,1088 -1,0953
1,2050 1,1757

-1,0818
1,1469

-1,0684 -1,0550
1,1186 1,0907

-1,0417
1,0634

-1,0285 -1,0153
1,0366 1,0102

-1,0022
0,9843

-0,9892 -0,9762
0,9589 0,9339

-0,9633
0,9094

ф(Га)

0,3858 0,3781 0,3710 0,3689 0,3569 0,3501 0,3433 0,3365 0,3299 0,3233 0,3169 0,3105 0,3042

 

 

2

2

Г

а

253

Продолжение табл. 10.1

Га
^(Га)
Ф(Га)
ф(Га)

0,725
-0,9569
0,8973
0,3011

0,727
-0,9441
0,8735
0,2949

0,729
-0,9314
0,8501
0,2888

0,731
-0,9188
0,8272
0,2827

0,733
-0,9062
0,8047
0,2769

0,735
-0,8937
0,7826
0,2709

0,737
-0,8812
0,7610
0,2651

0,739
-0,8689
0,7398
0,2594

0,741
-0,8566
0,7190
0,2538

0,743
-0,8444
0,6986
0,2482

0,745
-0,8322
0,6787
0,2427

0,747
-0,8202
0,6591
0,2373

0,749
-0,8082
0,6400
0,2320

0,751
-0,7962
0,6212
0,2268

0,753
-0,7844
0,6029
0,2216

0,755
-0,7726
0,5849
0,2165

0,757
-0,7609
0,5673
0,2115

0,759
-0,7493
0,5501
0,2065

0,761
-0,7377
0,5333
0,2016

0,763
-0,7262
0,5168
0,1968

0,765
-0,7148
0,5007
0,1921

0,767
-0,7035
0,4849
0,1875

0,769
-0,6923
0,4696
0,1829

0,771
-0,6811
0,4545
0,1784

0,773
-0,6700
0,4398
0,1739

0,775
-0,6590
0,4255
0,1696

0,777
-0,6480
0,4115
0,1653

0,779
-0,6372
0,3978
0,1610

0,781
-0,6264
0,3844
0,1569

0,783
-0,6157
0,3714
0,1528

0,785
-0,6051
0,3587
0,1488

0,787
-0,5945
0,3463
0,1448

0,789
-0,5841
0,3342
0,1409

0,791
-0,5737
0,3224
0,1371

0,793
-0,5634
0,3110
0,1335

0,795
-0,5531
0,2998
0,1298

0,797
-0,5430
0,2889
0,1260

0,799
-0,5329
0,2783
0,1225

0,801
-0,5230
0,2680
0,1190

0,803
-0,5131
0,2579
0,1156

0,805
-0,5033
0,2482
0,1121

0,807
-0,4935
0,2387
0,1089

0,809
-0,4839
0,2294
0,1057

0,811
-0,4731
0,2204
0,1029

0,813
-0,4649
0,2127
0,0994

0,815
-0,4555
0,2032
0,0963

0,817
-0,4462
0,1950
0,0933

0,819
-0,4369
0,1870
0,0904

0,821
-0,4278
0,1793
0,0875

0,823
-0,4188
0,1718
0,0847

0,825
-0,4098
0,1015
0,0820

0,827
-0,4009
0,1575
0,0793

0,820
-0,3921
0,1506
0,0767

0,831
-0,3834
0,1440
0,0741

0,833
-0,3748
0,1376
0,0716

0,835
-0,3663
0,1314
0,0691

Га
Mr)
Ф(Га)
ф(Га)

0,726
-0,9505
0,8854
0,2979

0,728
-0,9378
0,8618
0,2918

0,730
-0,9251
0,8386
0,2857

0,732
-0,9125
0,8159
0,2797

0,734
-0,8999
0,7936
0,2738

0,736
-0,8875
0,7718
0,2680

0,738
-0,8751
0,7503
0,2633

0,740
-0,8627
0,7294
0,2566

0,742
-0,8505
0,7088
0,2510

0,744
-0,8383
0,6886
0,2455

0,746
-0,8262
0,6689
0,2400

0,748
-0,8141
0,6495
0,2347

0,750
-0,8022
0,6306
0,2294

0,752
-0,7903
0,6120
0,2242

0,754
-0,7785
0,5938
0,2190

0,756
-0,7667
0,5761
0,2140

0,758
-0,7551
0,5587
0,2090

0,760
-0,7435
0,5416
0,2041

0,762
-0,7320
0,5250
0,1992

0,764
-0,7205
0,5087
0,1945

0,766
-0,7092
0,4928
0,1898

0,768
-0,6979
0,4772
0,1852

0,770
-0,6867
0,4620
0,1806

0,772
-0,6755
0,4471
0,1761

0,774
-0,6645
0,4326
0,1717

0,776
-0,6535
0,4184
0,1674

0,778
-0,6426
0,3046
0,1631

0,780
-0,6318
0,3911
0,1589

0,782
-0,6210
0,3779
0,1548

0,784
-0,6104
0,3650
0,1508

0,786
-0,5958
0,3525
0,1468

0,788
-0,5893
0,3402
0,1430

0,790
-0,5789
0,3283
0,1390

0,792
-0,5685
0,3167
0,1352

0,794
-0,5582
0,3053
0,1315

0,796
-0,5481
0,2943
0,1278

0,798
-0,5380
0,2836
0,1243

0,800
-0,5280
0,2731
0,1207

0,802
-0,5180
0,2629
0,1173

0,804
-0,5082
0,2530
0,1139

0,806
-0,4984
0,2434
0,1105

0,808
-0,4887
0,2340
0,1073

0,810
-0,4791
0,2249
0,1041

0,812
-0,4696
0,2160
0,1009

0,814
-0,4602
0,2075
0,0879

0,816
-0,4508
0,1991
0,0948

0,818
-0,4415
0,1910
0,0919

0,820
-0,4324
0,1831
0,0890

0,822
-0,4233
0,1755
0,0861

0,824
-0,4143
0,1681
0,0834

0,826
-0,4053
0,1610
0,0806

0,828
-0,3965
0,1540
0,0780

0,830
-0,3878
0,1473
0,0754

0,832
-0,3791
0,1408
0,0728

0,834
-0,3705
0,1345
0,0703

0,836
-0,3620
0,1284
0,0679

254

Продолжение табл. 10.1

Га
гр(га)
ф(га)
ф(Га)

0,837
-0,3578
0,1254
0,0667

0,839
-0,3495
0,1197
0,0643

0,841
-0,3412
0,1141
0,06203

0,843
-0,3331
0,1087
0,0598

0,845
-0,3250
0,1035
0,0576

0,847
-0,3170
0,0984
0,0554

0,849
-0,309
0,0936
0,0533

0,851
-0,3013
0,0889
0,0513

0,853
-0,2936
0,0844
0,0499

0,855
-0,2859
0,0801
0,0474

0,857
-0,2784
0,0759
0,0455

0,859
-0,2710
0,0719
0,0437

0,861
-0,2636
0,0681
0,0419

0,863
-0,2564
0,0644
0,0401

0,865
-0,2492
0,0608
0,0384

0,867
-0,2421
0,0574
0,0368

0,869
-0,2351
0,0542
0,0352

0,871
-0,2283
0,0510
0,0337

0,873
-0,2215
0,0480
0,0321

0,875
-0,2148
0,0452
0,0307

0,877
-0,2082
0,0425
0,0293

0,879
-0,2017
0,0398
0,0279

0,881
-0,1953
0,0374
0,0266

0,883
-0,1890
0,0350
0,0253

0,885
-0,1827
0,0327
0,0240

0,887
-0,1766
0,0306
0,0228

0,889
-0,1706
0,0285
0,0216

0,891
-0,1647
0,0266
0,0205

0,893
-0,1589
0,0247
0,0194

0,895
-0,1530
0,0229
0,0184

0,897
-0,1475
0,0213
0,0174

0,899
-0,1421
0,0198
0,0164

0,901
-0,1365
0,0183
0,0154

0,903
-0,1313
0,0169
0,0146

0,905
-0,1260
0,0155
0,0105

0,907
-0,1210
0,0143
0,0129

0,909
-0,1159
0,0131
0,0120

0,911
-0,1109
0,0120
0,0113

0,913
-0,1060
0,0110
0,0105

0,915
-0,1014
0,0101
0,0098

0,917
-0,0966
0,0091
0,0091

0,919
-0,0922
0,0083
0,0085

0,921
-0,0878
0,0076
0,0079

0,923
-0,0836
0,0068
0,0073

0,925
-0,0792
0,0061
0,0068

0,927
-0,0750
0,0055
0,0062

0,929
-0,0713
0,0050
0,0058

0,931
-0,0674
0,0044
0,0053

0,933
-0,0636
0,0040
0,0049

0,935
-0,0600
0,0035
0,0045

0,937
-0,0563
0,0031
0,0041

0,939
-0,0529
0,0027
0,0037

0,941
-0,0495
0,0024
0,0033

0,943
-0,0458
0,0021
0,0030

0,945
-0,0432
0,0018
0,0027

0,947
-0,0402
0,0016
0,0024

0,949
-0,0372
0,0013
0,0032

Га
гр(га)
ф(га)
ф(Га)

0,838
-0,3537
0,1225
0,0655

0,840
-0,3454
0,1168
0,0632

0,842
-0,3371
0,1113
0,0609

0,844
-0,3290
0,1060
0,05867

0,846
-0,3210
0,1009
0,0565

0,848
-0,3130
0,0960
0,0544

0,850
-0,3052
0,0912
0,0523

0,852
-0,2974
0,0867
0,0503

0,854
-0,2897
0,0822
0,0484

0,856
-0,2822
0,0780
0,0464

0,858
-0,2747
0,0739
0,0446

0,860
-0,2673
0,0700
0,0428

0,862
-0,2600
0,0662
0,0410

0,864
-0,2528
0,0626
0,0393

0,866
-0,2456
0,0591
0,0376

0,868
-0,2386
0,0558
0,0360

0,870
-0,2317
0,0526
0,0344

0,872
-0,2248
0,0495
0,0329

0,874
-0,2181
0,0466
0,0314

0,876
-0,2115
0,0438
0,0300

0,878
-0,2049
0,0411
0,0286

0,880
-0,1985
0,0386
0,0272

0,882
-0,1921
0,0361
0,0259

0,884
-0,1858
0,0338
0,0246

0,886
-0,1797
0,0316
0,0234

0,888
-0,1736
0,0295
0,0222

0,890
-0,1677
0,0275
0,0211

0,892
-0,1618
0,0256
0,0200

0,894
-0,1560
0,0238
0,0189

0,896
-0,1503
0,0221
0,0179

0,838
-0,1447
0,0205
0,0169

0,900
-0,1392
0,0190
0,0159

0,902
-0,1337
0,0175
0,0150

0,904
-0,1286
0,0162
0,0141

0,906
-0,1036
0,0105
0,0102

0,908
-0,1184
0,0137
0,0124

0,910
-0,1132
0,0126
0,0116

0,912
-0,1085
0,0115
0,0109

0,914
-0,1036
0,0105
0,0102

0,916
-0,0991
0,0096
0,0095

0,918
-0,0946
0,0088
0,0089

0,920
-0,0899
0,0079
0,0082

0,922
-0,0857
0,0072
0,0076

0,924
-0,0816
0,0065
0,0071

0,926
-0,0713
0,0059
0,0065

0,928
-0,0732
0,0053
0,0060

0,930
-0,0694
0,0047
0,0056

0,932
-0,0655
0,0042
0,0059

0,934
-0,0618
0,0037
0,0047

0,936
-0,0582
0,0033
0,0043

0,938
-0,0556
0,0030
0,0040

0,940
-0,0511
0,0025
0,0035

0,942
-0,0478
0,0022
0,0032

0,944
-0,0446
0,0019
0,0029

0,946
-0,0417
0,0017
0,0026

0,948
-0,0387
0,0015
0,0023

0,950
-0,0356
0,0012
0,0020

255

По выражениям (10.2) и (10.3) молено записать:

I т2г2 1кх 0'1

8ФГаЬАРк.п

фГаМРкл

21кт0

ф(га)г1Арк.п I \ ,1 \1.

(10.4)

x2R2

8ф( га к )ЛY | J^3^ - 1

MW

+ |'ь^_1]^Ы^г|,(гак) +ф(гак

(10.5)

Из равенства значений q, вычисленных по выражениям (10.4) и (10.5), получим

Ат2
+ BjX0 + Cj = 0.

Значит,

-Bj +^Bf -4AjCj

2A!

где

А,—
R^(raK)

10.6)

1гГф г

^Рза6 Л MrJAPK.n

Bi =

e1

8ср(гак)у ^--1 R3^(raK) rj4>(ra)

ЧМ^Рзаб Л ГДр(Га)АРк.п 32 ( yl J 32Ik

Таким образом, определив х0 по формуле (10.6), можно согласно (10.1) найти г|, что позволяет по (10.4) и (10.5) вычислить

расход жидкости.

Найдем г), х0 и q при следующих исходных данных: R = = 0,0475 м; г1 = 0,0335 м, г0 = 0,0300 м, гн = 0,0385 м, 1к = = 13,71 м, I

= 2500 м. Значит, в данном случае га = 0,895522, гак = 0,810526. Тогда согласно табл. 10.1 г|>(га) = -0,1530, ф(га) = 0,0229, ф

(га) = 0,0184, ф(гак) = 0,2249, ср(гак) = 0,1041, ^(гак) = -0,4791. 256

2

q

+

v

Проведем расчеты по формуле при различных значениях

pзаб/ l .

Таким образом,

0,0050776- 10-5 0,0023936

A1

pзаб/Уl -1

-0,5698988-10-

Аpк.п.

C1 = 0,0017 - 10-5(pзаб /yl - 1)- 0,5282 • 10-5.

В табл. 10.2 приведены значения х0, найденные по формуле (10.6) при различных pза6/уl и Аpкп.

Из табл. 10.2 видно, что при 1-105 Па < Аp < 4-105 Па наблюдается незначительное изменение х0. Поэтому в дальнейшем

для простоты будем ориенти1оваться на средние значения х0, т.е. на х0 при Аp = = 2,5Т05 Па.

Для принятых исходных данных по формуле (10.1) молено записать:

0,001643628- 10-5 ( )

г\ =----------------------- Аp - 10445,67549 • х0 .

(10.7)

В табл. 10.3 приведены значения г|, рассчитанные по формуле (10.7) при различных uт, Аp и pраз/уl.

Таблица 10.2

pзаб/Уl

т0, Па, при различных значениях Аpкп, 105 Па

1,030 1,035 1,040 1,045 1,050 1,055 1,060 1,065 1,070

1

4,443 4,770 5,366 5,962 6,559 7,158 7,758 8,360 8,965

1,5
2,0
2,5

4,157
4,149
4,144

4,747
4,736
4,729

5,336
5,321
5,313

5,924
5,906
5,895

6,513
6,490
6,476

7,101
7,074
7,057

7,691
7,657
7,660

8,281
8,242
8,244

8,872
8,827
8,830

3,0

4,140 4,725 5,307 5,887 6,467 7,046 7,625 8,203 8,782

3,5

4,138 4,722 5,303 5,882 6,460 7,040 7,615 8,192 8,769

4,0

4,136 4,719 5,300 5,878 6,455 7,032 7,608 8,058 8,760

Таблица 10.3

ppa/Yl

1,030 1,035 1,040 1,045

т), 10 3 Па-с, при различных значениях uт, м/с

0,5

5,151 4,940 4,750 4,550

0,6 | 0,8

Аp = 2-105 Па

4,292 4,125 3,958 3,792

3,219 3,094 2,969 2,844

1,0

2,576 2,475 2,375 2,275

1,2

2,147 2,062 1,979 1,896

1,4

1,840 1,768 1,696 1,625

B

 

257

Продолжение табл. 10.3

ppa/Yl
т
, 10–3 Па-с, 0,6
при различных значениях uт, м/с

0,5
0,8
1,0
1,2
1,4

1,050
4,351
3,626
2,719
2,175
1,812
1,554

1,055
4,151
3,459
2,594
2,076
1,730
1,483

1,060
3,944
3,287
2,465
1,972
1,643
1,409

1,065
3,743
3,119
2,339
1,872
1,560
1,337

1,070
3,542
2,952
2,214
1,771
1,476
1,265


Аp
= 4-105 Па

1,030
11,726
9,772
7,239
5,863
4,886
4,188

1,035
11,526
9,605
7,204
5,763
4,802
4,116

1,040
11,324
9,437
7,077
5,662
4,718
4,044

1,045
11,124
9,270
6,952
5,562
4,635
3,973

1,050
10,926
9,105
6,829
5,463
4,552
3,902

1,055
10,726
8,938
6,704
5,363
4,469
3,831

1,060
10,518
8,765
6,574
5,259
4,382
3,756

1,065
10,318
8,598
6,449
5,159
4,299
3,685

1,070
10,116
8,430
Аp
6,322 = 6-105 Пс
5,058
4,215
3,612

1,030
18,300
15,250
11,437
9,150
7,625
6,536

1,035
18,100
15,083
11,312
9,050
7,542
6,464

1,040
17,900
14,917
11,187
8,950
7,458
6,393

1,045
17,700
14,750
11,062
8,850
7,375
6,321

1,050
17,500
14,583
10,937
8,750
7,292
6,250

1,055
17,300
14,417
10,812
8,650
7,208
6,179

1,060
17,094
14,245
10,684
8,547
7,122
6,105

1,065
16,892
14,077
10,557
8,446
7,038
6,033

1,070
16,692
13,910
Ap
10,432 = 8-105 Пс
8,346
6,955
5,961

1,030
24,874
20,728
15,546
12,437
10,364
8,884

1,035
24,674
20,562
15,421
12,337
10,281
8,812

1,040
24,474
20,395
15,296
12,237
10,197
8,741

1,045
24,274
20,228
15,171
12,137
10,114
8,669

1,050
24,074
20,062
15,016
12,037
10,031
8,598

1,055
23,874
19,895
14,921
11,937
9,947
8,526

1,060
23,668
19,723
14,792
11,834
9,862
8,453

1,065
23,468
19,556
14,667
11,734
9,778
8,381

1,070
23,266
19,388
Аp
14,541 = 10-105П
11,633 а
9,694
8,309

1,030
31,450
26,208
19,656
15,725
13,104
11,232

1,035
31,248
26,040
19,530
15,624
13,020
11,160

1,040
31,048
25,873
19,405
15,524
12,937
11,089

1,045
30,848
25,707
19,280
15,424
12,853
11,017

1,050
30,648
25,540
19,155
15,324
12,770
10,946

1,055
30,450
25,375
19,031
15,225
12,687
10,875

1,060
30,242
25,202
18,901
15,121
12,601
10,801

1,065
30,042
25,035
18,776
15,021
12,517
10,729

1,070
29,840
24,867
Аp
18,650 = 12-105П
14,920 а
12,433
10,657

1,030
38,024
31,687
23,765
19,012
15,843
13,580

1,035
37,824
31,520
23,640
18,912
15,760
13,509

1,040
37,622
31,352
23,514
18,811
15,676
13,436

258

П!одолжение табл. 10.3

р /yl

1,045 1,050 1,055 1,060 1,065 1,070

т), 10 3 Па-с, п!и !азличных значениях ит, м/с

05 I 06 I 08 I 1) I 12 I 1Г

37,422 37,224 37,024 36,816 36,616 36,414

31,185 31,020 30,853 30,680 30,513 30,345

23,389 23,265 23,140 23,010 22,885 22,759

18,711 18,612 18,512 18,408 18,308 18,207

15,592 15,510 15,426 15,340 15,257 15,172

13,365 13,294 13,223 13,149 13,077 13,005

Расход жидкости !ассчитаем, подставив исходные данные фо!мулу (10.5):

q =

0,226-10"6То

nfb^-1

29,6685/'Рзаб 1)

28,42836^3,6 )

1

Ч { Yl J

1+0,2249 .

(10.8)

В табл. 10.4 п!иведены !езультаты !асчетов по фо!муле (10.8); значения х0 взяты из табл. 10.2 п!и Аркп = 2,5 • 105 Па, а

значения г| — из табл. 10.3 п!и !азличных Ар.

Таблица 10.4

Рзаб yl

1,030 1,035 1,040 1,045 1,050 1,055 1,060 1,065 1,070

1,030 1,035 1,040 1,045 1,050 1,055 1,060 1,065 1,070

0,5

q, 10 Зм3/с, п!и !азличных значениях ит, м/с

1,6381 1,8332 2,0521 2,2867 2,5435 2,8275 3,1459 3,4988 3,8928

0,7196 0,7857 0,8608 0,9353 1,0129 1,0943 1,1852 1,2692 1,3630

0,6

0,8

1,9660 2,1954 2,4628 2,7439 3,0520 3,3932 3,7747 4,1986 4,5942

Ар = 2-105Па

2,6214 2,9227 3,2832 3,6585 4,0701 4,5247 5,0335 5,5990 6,2779

Ар = 4-105Па

0,8635 0,9428 1,0329 1,1224 1,2154 1,3132 1,4222 1,5232 1,6356

1,1657 1,2571 1,3774 1,4966 1,6205 1,7508 1,8963 2,0307 2,1810

1,0

3,2757 3,6591 4,1043 4,5735 5,0881 5,6537 6,2919 6,9958 7,7857

1,439 1,5714 1,7216 1,8707 2,0257 2,1885 2,3704 2,5385 2,7261

1,2

2,6639 3,0625 3,6400 4,3235 5,2155 6,3479 8,8133 9,6600 12,0117

1,7270 1,8859 2,0661 2,2445 2,4311 2,6263 2,8448 3,0163 3,2713

1,4

3,1084 3,5717 4,2323 5,0445 6,0814 7,4051 9,1110 11,2712 14,0152

2,0149 2,2002 2,4104 2,6188 2,8361 3,0645 3,3034 3,5511 3,8174

2

259

П!одолжение табл. 10.4

Рзаб Yl
q, 10–3#I3/O,
п!и !азличных значениях ит, м/с

0,5
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4


Ар
= 6-105Па

1,030
0,4611
0,5533
0,7378
0,9222
1,1967
1,2910

1,035 1,040
0,5003 0,5446
0,6004 0,6535
0,8006 0,8713
1,0007 1,0891
1,2008 1,3070
1,4010 1,5247

1,045
0,5878
0,7054
0,9406
1,1757
1,4108
1,6460

1,050 1,055
0,6324 0,6784
0,7589 0,8139
1,0118 1,0856
1,2650 1,3569
1,5176 1,6283
1,7706 1,8995

1,060
0,7258
0,8710
1,1613
1,4517
1,7421
2,0324

1,065 1,070
0,7753 0,8260
0,9309 0,9912
1,2405 1,3217
1,5496 1,6519
1,8608 1,9825
2,1707 2,3131


Ар
= 8-105Па

1,030
0,3392
0,4071
0,5428
0,6785
0,8142
0,9498

1,035
0,3670
0,4404
0,5873
0,7341
0,8801
1,0277

1,040
0,3983
0,4779
0,6373
0,7966
0,9559
1,1152

1,045
0,4286
0,5144
0,6858
0,8573
1,0287
1,2002

1,050
0,4597
0,5516
0,7355
0,9194
1,1032
1,2871

1,055
0,4916
0,5899
0,7866
0,9832
1,1800
1,3776

1,060
0,5242
0,6291
0,8388
1,0485
1,2581
1,4678

1,065
0,5580
0,6697
0,8929
1,1161
1,3393
1,5626

1,070
0,5926
0,7112
Ар
0,9482 = 10-105Г
1,1853 [а
1,4224
1,6595

1,030
0,2683
0,3220
0,4293
0,5366
0,6439
0,7513

1,035
0,2898
0,3478
0,4637
0,5796
0,6956
0,8115

1,040 1,045
0,3140 0,3373
0,3767 0,4047
0,5023 0,5397
0,6279 0,6746
0,7535 0,8305
0,8790 0,9689

1,050
0,3611
0,4333
0,5777
0,7222
0,8666
1,0110

1,055 1,060
0,3855 0,4103
0,4625 0,4923
0,6167 0,6564
0,7709 0,8205
0,9251 0,9846
1,0790 1,1487

1,065
0,4356
0,5231
0,6975
0,8719
1,0602
1,2206

1,070
0,4621
0,5544
Ар
0,7393 = 12-105Г
0,9242 [а
1,1368
1,2938

1,030
0,2219
0,2663
0,3551
0,4438
0,5326
0,6214

1,035
0,2394
0,2873
0,3831
0,4789
0,5746
0,6703

1,040
0,2591
0,3109
0,4145
0,5182
0,6218
0,7255

1,045
0,2780
0,3336
0,4448
0,5561
0,6673
0,7785

1,050
0,2973
0,3568
0,4757
0,5946
0,7135
0,8324

1,055
0,3107
0,3804
0,5072
0,6340
0,7691
0,8876

1,060
0,3370
0,4044
0,5392
0,6740
0,8088
0,9436

1,065
0,3577
0,4292
0,5723
0,7153
0,8584
1,001

1,070
0,3786
0,4544
0,6058
0,7573
0,9088
1,060

Покажем, как используются табл. 10.2-10.4. Пусть по технологическим сооб!ажениям рза6/у1 = 1,05, поте!и давле-ния в

кольцевом п!ост!анстве между ке!ноп!иемником и колонной т!уб составляют 4-105 Па, ско!ость подъема ке!но-п!иемника ит

= 1 м/с, а изменение гид!одинамического дав-

260

ления на забое Аp = 2-105 Па. Тогда согласно табл. 10.2 динамическое нап!яжение сдвига х0 = 6,45 Па, ст!укту!ная вязкость

в соответствии с табл. 10.3 ц = 2,175-10"3 Па-с, а !асход жидкости q = 5,088-10-3 м3/с. Если п!и п!очих !авных условиях сох!

аняется изменение гид!одинамического давления на забое Аp = 4-105 Па, то, как и п!ежде, х0 = = 6,45 Па, # = 0,005463-

10"3Па-с, !асход жидкости q = = 2,1885-10-3м3/с.

Так как с!едняя ско!ость жидкости в п!ост!анстве между внешней пове!хностью колонны бу!ильных т!уб и стенками

скважины

v=------q------,

то для успешного выноса выбу!енной по!оды должно соблюдаться условие, п!и кото!ом v больше ско!ости свободного

осаждения vs

Полагаем, что обтекание частицы диамет!ом dT п!оисходит п!и ст!укту!ном !ежиме. П!и ут = 2,64-104 Н/м3, у = = 1,2-

104Н/м3, х0 = 6,45 Па согласно фо!муле (2.20)

d0 = 0,00599 м.

Тогда п!и диамет!е частицы dT = 0,010 м

dT 667

---- = 1, 1.

d0

Так как

dT

— s 3,0,

d0

обтекание п!оисходит п!и ст!укту!ном !ежиме. Согласно фо!муле (2.17) ско!ость свободного осаждения

0,00146854 v =--------------.

Г)

Значит, п!и г) = 2,175 • 10"3 Па-с и г\ = 5,463 • 10"3 Па-с имеем vs1 = 0,675 м/с и vs2 = 0,2688 м/с. Расход жидкости п!и г) =

2,175-10"3 Па-с составляет q1 = 5,088 • 10"3 м3/с, а п!и г) = 5,463-10"3 Па-с q2 = 2,1885 • 10"3 м3/с. Тогда соответствующие

значения с!едней ско!ости v 1 = 2,092 м/с, v2 = = 0,900 м/с.

Так как v 1 > vs1 и v2 > vs2, то в !ассмат!иваемых случаях выбу!енные частицы будут выноситься.

261

10.2. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПРОГРАМ МА

ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИ НЫ ДВО Й Н ОЙ БУРИЛЬ Н ОЙ

К ОЛ ОНН ОЙ

10.2.1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА В СЛУЧАЕ,

КОГДА РАЗБУРЕННАЯ П ОРОДА

ПОСТУПАЕТ ВО ВНУТРЕН НЮЮ П ОЛ ОСТЬ

ЦЕНТРАЛЬН ОЙ К ОЛ ОН НЫ В ВИДЕ "ШЛАМА "

Так как существует условие (3.23) (минимум потерь давления в зависимости от расхода жидкости), то логично полагать, что

и давление нагнетания рн также имеет минимум относительно расхода жидкости.

Пусть механическая скорость проходки составляет vHeT = = 400 м/ч, радиус скважины R = 0,042 м, радиусы внутренней

полости центральной и внешней колонны соответственно Г! = 0,021 м, г3 = 0,0305 м, наружный радиус центральной колонны г2

= 0,024 м, пористость разбуриваемой породы m = 0,2, вязкость жидкости и динамическое напряжение сдвига соответственно

цж = 0,015 Па-с, х0 = 3 Па, удельный вес породы и промывочной жидкости уп = 2,6 • 104 Н/м3, у = 1,2- 104Н/м3, длина колонны

трубы (глубина скважины) I = 200 м.

Тогда расход выбуренной породы

400 -08

qT = jtR2vnex(l- m) = л-0,0422----------- = 0,000492 м3/с.

3600

Значит, согласно (6.5) вязкость смеси при принятых исходных данных определяется как

2

Лсм =0,015

1 +____^____+ 10,05f °'0004926 ) +

0,0004926 + цж { 0,0004926 + цж)

+ 0,00273expf °'0081772 )

^ 0,0004926 + цж)

(10.9)

Имеем также га = 0,787. Согласно табл. 10.1 гр(га) = -0,5945, ф(га1 = 0,3463, ср(га1 = 0,1448. Тогда по

выражению (8.61)

-----13^28-----+ 271714,518б[(0,5945+43аж) +

г цж + 0,0004926 L ^ж

262

 

+ J 0,5945 + 43цж -0,3463

+ 100 13,09372 х

106(яж + 0,000492б)т1см + 400,9429

[13,09372-106(яж + 0,000492б)т1см+400,9429]2

85951,02.

(10.10)

В табл. 10.5 п!иведены значения рн, вычисленные по фо!мулам (10.9) и (10.10) п!и !азличных q,,,.

Из табл. 10.5 видно, что рн имеет минимум относительно Цж, т.е. выполняется условие

Значит, согласно (8.61) и условию (10.11)

(10.11)

MlzZl^l + 1^M

(q,K + qT)2 ч>(п>Ь4

W*,

8Ц,кЦ,г

1-

 

Чг„

8лжд»

+ —

^bt(q +q ) + T) х

дцж х^ ' I

Г х 1 +

I 1

*1см(яж + qT

1

2,8066^

то

см(Яж +Чг)

+ 2,8066^ r1

4,211

 

(10.12)

Таблица 10.5

цж, м7с
Рн, Ю5Па

0,0010
22,22

0,0020
19,70

0,0022
19,60

0,0024
19,55

0,0030
19,68

0,0034
19,92

q„

м3/с

0,0040 0,0050 0,0060 0,0090 0,0100 0,0110

105Па

20,42 21,48 22,72 26,94 28,43 29,93

263

+

 

2

2

p

 

Значение дцсм/дцж определяется по формуле (6.9), a ticm -согласно (6.5).

Принимая во внимание геометрию поперечных сечений каналов, молено прийти к выводу, что решение данной задачи

целесообразно проводить при сочетаниях режимов течения, приведенных ниже.

Центральная Кольцевое

труба пространство

С С

Т С

Т Т

Здесь С и Т - соответственно структурный и турбулентный режимы течения.

При турбулентном режиме течения давление у нижнего торца центральной колонны

*-. Y жЯ Ж ~*~ Y тЯ Т I , 0,0089724^° f ужЯж+УтЯ,

Рбаш" Яж+ят g°,7V75

1(Яж+Ят

(10.13)

Значение р6аш можно определить из выражения (8.59), составленного для структурного режима течения жидкости в

кольцевом пространстве:

Рбшп = Рн+Уж! -

2lTo

ф(га)г3

W*

8лдд

W* -

8лдя

¦Ф(г.)

(10.14)

Из значений р6аш, найденных по формулам (10.13) и (10.14), получим

pH = q

Y т - Y ж 0,0089724ТЙ5 / у ЖЯ ж + у ТЯ ^

Ят+Я

g 0,75^4,75

Яж+Ят

1(Чж+Я

1,75 21т

о

фГа Г3

X

wJ-

-огз3

wJ-

wi

-Ф(г

(10.15)

Согласно условию (10.11) и выражению (10.15)

ЯтУт-Уж °.°°8974 УжЯж+УтЧт

Ят+Я

0,75 4,75 4,75 У '1 Мсм

Яж+Ят

0,25

Эт!с

^Яя

264

 

Г

1

2

Г

1

2

0,7511™ YT-Уж Ит

(тжЯж + УтЯт)(яж + qT

+ 1,75г|см I + 16т1 х

ф(га)гз

Г

X J1

W*

^оГз3

Wa

^оГз3

0.

(10.16)

Расчеты по уравнению (10.16) ведутся с помощью формул (6.9) и (6.5). Теперь составим выражение для определения

давления нагнетания при турбулентном режиме течения в центральной колонне труб и в пространстве между внешней и

внутренней бурильной колонны.

Давление у нижнего торца колонны из рассмотрения течения смеси в трубе определяется по выражению (10.13).

Составив уравнение динамического равновесия жидкости, движущейся в кольцевом пространстве, с помощью формул Дарси -

Вейсбаха и Блазиуса получим

Рн+Уж1-

0,0089724т1°'25уж751Яж5

125 о,75

(10.17)

Из равенства значений р6аш, найденных по формулам (10.13) и (10.17), можно составить следующее выражение для

определения давления нагнетания:

Рн

^ Рн(Ут-Уж)1 | 0,00897241

П0'25 I 4 0,75/ v

ттгУжЯж+УтЯт q»+qT +

0,25 1,75 1,75 11____'ж Чж

1,75

(10.18)

По условию (10.11) и формуле (10.18) получим

дфт-Уж) | 0,0089724

Г 0,1

9 УжЯж+УтЯт

•"Чт] дцс

„0,75 4,75 Мсм ' 1

aq

265

ж

2

 

Ж

0,750,75

ngM25 0,75уж(дж+дт) + Уждж+Утдт 1,75ла25уж75дж

,.4,75 / \0,25 , , 1,75

(уждж + утдт) г32-г22

(10.19)

Найдем, какое из этих т!ех сочетаний !ежимов течения в т!убе и кольцевом п!ост!анстве наиболее часто вст!ечается в п!

актике бу!ения двойной колонной.

П!оведем сначала !асчеты п!и г3 = 0,0305 м, г1 = = 0,0174 м, г2 = 0,0240 м.

Все !асчеты п!оведем п!и у = 1,2 • 104 Н/м3.

Очевидно, что для !ешения задачи необходимо оп!еделить па!амет! Рейнольдса в т!убе и кольцевом п!ост!анстве, т.е. ReT и

ReKn, а также к!итические значения па!амет!а Рейнольдса ReK!T и ReK!Kn.

Таким об!азом,

ReKn= 2уЯж =14288,8^; (10.20)

я(г3 + г2)т1д л

ReT=M=!L = 44755,2^L. (10.21)

яг^д Ti

В п!актике бу!ения двойной бу!ильной колонной п!едставляет инте!ес случай га = г2/г3 > 0,7. Тогда по фо!муле (8.29) к!

итическое значение па!амет!а Рейнольдса в кольцевом п!ост!анстве оп!еделяется так:

ReK!.K.n = -6740,7 + 29,05

4t0(r3 " r2) Y

дл2

+ 10958,324 ra

Так как га = r2/r3 = 0,78688, то

0,4406

ReK!Kn = 1882,19 + 14,50477^ . (10.22)

Согласно фо!муле (1.38) к!итическое значение па!амет!а Рейнольдса

, 0,33498 0 33498

ReK!T = 145,842l^f) = 166,3619Ы ' . (10.23)

В табл. 10.6 п!иведены !езультаты !асчетов по фо!мулам (10.20) и (10.21) п!и !азличных q,,, и ц. 266

1

Таблица

10.6

qE, 10–3#I3/O

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1, 0 1,1 1, 2 1, 3 1, 4

Re
I.O
при различ!
10-3Па-с
20
1ЫХ Т),
Rex при различнь
10-3Па-с 10 20
IX Т),

10
40
40

571,5
285,7
142,9
1790,2
895,1
447,5

714,4 857,2
357,2 428,6
178,6 214,3
2237,8 2685,3
1118,9 1342,6
559,4 671,3

1000,1
500,0
250,0
3132,9
1566,4
783,2

1143,0 1285,9
571,5 642,9
285,7 321,5
3580,4 4028,0
1790,2 2014,0
895,3 1007,0

1428,7
714,3
357,2
4475,5
2237,7
1118,9

1571,6 1714,5
785,8 857,2
392,9 428,6
4923,1 5370,6
2461,5 2685,3
1230,8 1342,6

1857,4
928,7
464,3
5818,2
2909,1
1454,5

2000,2
1000,1
500,0
6265,7
3132,8
1566,4

В табл. 10.7 приведены значения ReKpKn и ReKpT, найденные по формулам (10.22) и (10.23) при различных т0 и ц.

Аналогичные расчеты по определению режима течения проведем при г3 = 0,0480 м, г1 = 0,0284 м, г2 = 0,0375 м.

Значит, согласно (10.20), (10,21), а также (10.22) и (10.23)

ReKn = 9108,07

q

ReT = 27420,15

(гЛ

0,4406

ReKp.K.n = 1820,4906 + 22,1332 ^

U2J

ReKpT = 230,994

ы

0,33498

Таблица 10.7

т0, Па

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

10

2721,5 3021,2 3244,0 3428,1 3587,8 3730,4 3860,3 3980,2 4092,0 4197,0

при различных г\,
Re O

10-3Па-с

20
40
10

2337,8
2129,6
3638,9

2500,6
2217,9
4590,0

2621,6
2283,6
5257,7

2721,5
2337,8
3428,1

2808,2
2384,9
3587,8

2885,6
2427,0
3730,4

2956,2
2465,3
3860,3

3021,2
2500,6
3980,2

3081,9
2533,5
4092,0

3138,9
2564,5
4197,0

при различных г|, 10"3Па-с

20
40

2287,2
1437,5

2884,9
1813,2

3304,6
2077,0

2721,4
2337,8

2808,2
2384,9

2885,6
2427,0

2956,2
2465,3

3021,2
2500,1

3081,9
2533,5

3138,9
2564,5

Т1

E

Т|

267

В табл. 10.8 и 10.9 п!иведены значения ReKn, ReT, а также Кек!кш ReK!T п!и !азличных q^ ц и х0.

Из с!авнения данных, п!иведенных в табл. 10.6-10.9, видно, что ве!оятным сочетанием !ежимов течения являются: 1) ст!укт!

!ный !ежим движения глинистого !аство!а в кольцевом пост!анстве и во внут!енней полости цент!альной колонны; 2) ст!укту!

ное течение в кольцевом п!ост!анстве и движение п!и ту!булентном !ежиме течения во внут!енней полости цент!альной

колонны.

В числе вы!ажений, составляющих гид!авлическую п!ог!амму, необходимо использовать у!авнения (6.10) или (6.11),

полученные из условия минимума поте!ь давления в цент!альной колонне.

Очевидно, что закачиваемая жидкость должна обеспечивать успешный вынос выбу!енной по!оды.

Таблица 10.8

10-3м3/с

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

10

364,3 455,4 546,5 637,6 728,6 819,7 910,8 1001,9 1093,0 1184,0 1275,0

п!и !азличных г\,
Re щ

Ю-3 Па-с

20
40
10

182,1
91,1
1096,8

227,7
113,8
1371,0

273,2
136,6
1645,2

318,6
159,4
1919,4

364,3
182,1
2193,6

409,8
204,9
2467,8

455,4
227,7
2742,0

500,9
250,5
3016,2

546,5
273,2
3290,4

592,0
296,0
3564,6

637,5
318,7
3838,8

Ю-3 Па-с

20
40

548,4
274,2

685,5
342,7

822,6 959,7
411,3 479,8

1096,8
548,4

1233,9 1371,0
616,9 685,5

1508,1
754,0

1645,2 1782,3
822,6 891,1

1919,4
959,7

Таблица 10.9

т0, Па

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

10

3101,2 3558,6 3898,6 4179,4 4423,1 4640,8 4839,0 5021,9 5192,5 5352^7

п!и !азличных г\,
Re в

Ю-3 Па-с

20
40
10

2515,8
2198,0
5052,7

2764,1
2332,8
6373,2

2948,7
2433,0
7300,4

3101,2
2515,8
8038,9

3233,5
2587,6
8662,9

3351,7
2651,8
9208,4

3459,3
2710,2
9696,4

3558,6
2764,1
10140,0

3651,2
2814,4
10548,1

3738,2
2861,6
10927,0

п!и !азличных г|, Ю-3 Па-с

20
40

3175,7
1996,0

4005,7
2517,7

4588,5
2884,0

5052,7
3175,7

5444,8
3422,2

5787,7
3637,7

6094,4
3830,5

6373,2
4005,7

6629,7
4167,0

6867,9
4316,6

к.п

268

Отличительной особенностью бурения скважины двойной бурильной колонной являются значительные расходные

концентрации выбуренной породы в центральной колонне. Действительно, если расход выбуренной породы

q = JtRV

.(l - m),

то расходная концентрация

а

о

10.24)

а

Следовательно, при R = 0,042 м и m = 0,2

0,0044334vMex

В табл. 10.10 приведены значения а0 при различных q^, и

VMex-

Из табл. 10.10 видно, что а0 может достигать больших значений, и поэтому следует учитывать фактор стесненного движения

выбуренных частиц в промывочной жидкости.

При объемной (истинной) концентрации выбуренной породы в промывочной жидкости ах абсолютная скорость дви-

равна

q

f(l-ax)

абсолютная

скорость

жения жидкости “шлама” Чт—.

f(l-ax)

Следовательно, относительную скорость осаждения частицы можно найти как

vr

q

f(l-ax) f(l-ax)

(10.25)

где f — площадь поперечного сечения центральной колонны. Из определения расходной концентрации

q

_ аоЧж т ~ 1-<Х

(10.26)

Таблица 10.10

10-3м3/с 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4

100 0,17030 0,13340 0,10965 0,09307 0,08085

а0 при различных vM

200 0,29103 0,23540 0,19763 0,17030 0,14961

400 0,45085 0,38109 0,33003 0,29103 0,26028

м/с 600 0,55187 0,48015 0,42492 0,38109 0,34546

800 0,62156 0,55187 0,49627 0,45085 0,41305

^ " мех 1

ж

 

269

Значит, по (10.25) и (10.26)

vr = 5ж ах °°------ (10.27)

f ax(l-a0)(l-ax)

Разделив левую и правую части выражения (10.27) на скорость свободного осаждения vs, получим

P = qi—/ ax"»°—у Ю.28)

где Р = —; qi = —. vs fvs

Экспериментальными исследованиями Д.М. Минца и С.А. Шуберта [20] по изучению восходящих потоков суспензий,

составленных из воды и твердых частиц, движущихся через вертикальные трубы, было получено следующее выражение:

Rec

'Z4zax i. \з

(10.29)

где Re = s tY ; rig

z = 4,5 + 0,019 Y'Yt Y'"dT. (10.30)

\ дл2 6

Здесь с0 - коэффициент сопротивления.

Значение с определяется в зависимости от режима обтекания частицы; формулы, приведенные ниже, выведены согласно

экспериментальным исследованиям проф. Р.И. Ши-щенко [26, 27].

При структурном режиме обтекания

3,0609q(vT - yVi2 С0 =-------- 1 ' , (10.31)

( f^~ \А

Y Tk|do I то

где d0 - диаметр нетонущей частицы, определенный по выражению (2.20).

Коэффициент сопротивления при обтекании в случае турбулентного режима и режима турбулентной автомодельности в

зависимости от формы частицы находится по формулам

270

(2.22)-(2.25), а режим обтекания устанавливается согласно неравенствам (2.26)-(2.28).

Из равенства значений 0, найденных по формулам (10.28) и (10.29), молено записать:

24zax + ( 24шЛ+(1_ ]3------Цж(ах-а0) „

q

ReC ^\ ReC У v Л; a(l-a)(l-a

Отсюда

, «x(l-ax)(l-a0)

24zax /24zax\2 /, _ \3

ReC + Ж ReC

(10.32)

По формуле (10.32) найдем зависимость ax = f(q*, a0) при

ут = 2,64 • 104 Н/м3, у = 1,2 • 104 Н/м3, dT = 0,01 м, х0 = 2 Па, г\ = 0,010 Па-с.

Для определения режима обтекания вычислим по формуле (2.20) диаметр нетонущей частицы

0,82559

¦ 4,544-2 = 0,002281м.

^ 14400 )

Значит, dT „ „„„„

---- = О, JO /О.

d0

Так как

3,0>^>7,0,

d0

то режим обтекания структурный и согласно формуле (2.17) скорость свободного осаждения vs = 0,6625 м/с. Следовательно,

параметр Рейнольдса

Re = Mil = 0,6625-0,01-1,2-10 = 810|39. rig 0,01-9,81

Согласно (10.19) коэффициент обтекания С = 1,419684. По (10.29) z = 10,27019. Тогда по (10.20)

„, «х !-«х !-«0

(J = ------^----------—----------

-0,2142417a + JO, 0458995a2 + (l-a„f

(10.33)

В табл. 10.11 приведены значения q*K при различных а0 и

ах.

271

Таблица 10.11

q*K при

ах
а0 = 0,1

0,105
13,95

0,110
7,19

0,115
4,94

0,120
3,80

0,125
3,12

0,130
2,66

0,135
2,33

0,140
2,08

с\ж при

ах
а0 = 0,2

0,204
21,69

0,206
14,49

0,210
8,74

0,215
5,86

0,220
4,42

0,225
3,55

0,230
2,97

0,240
1,61

q*K при

ах
а0 = 0,3

0,305
15,36

0,310
7,64

0,315
5,07

0,320
3,78

0,325
3,00

0,330
2,88

0,340
1,84

0,350
1,44

цж при

ах а0 = 0,4

0,405 0,410 0,415 0,420 0,425 0,430 0,435 0,440

11,00

5,42

3,57

2,64

2,08

1,71

1,44

1,24

Из табл. 10.11 видно, что при данном а0 существует определенное q* = q*p, выше которого отмечается слабое уменьшение

ах, т.е. q* > q*p можно принять, что происходит вынос твердой частицы.

Ниже приведены значения q* при различных а0.

а,

Чкр

 

 

0,10 1,50

0,20 2,0

0,30 2,5

0,40 3,0

В результате обработки была получена следующая зависимость:

q*

1 + ОСС .

10.34)

Имея в виду выражение для а0, перепишем формулу (10.34) так:

fv

^^ ^мех\1 mj + q^

1 = 0.

(10.35)

Значит,

fv

1

fvs-*R2vMex(1-m)

fv,

24"R2vMex(1-m)

fv,

(10.36)

Известно, что скорость свободного осаждения vs определяется по формуле (2.21), а коэффициент сопротивления в

зависимости от режима обтекания — согласно одному из соотношений (2.22)-(2.24).

qKD 5itR v 1-m

кр

q

ж

272

При структурном обтекании по соотношениям (2.17) и (10.31)

vs = 0,66dT^

3d,

4,544

(10.37)

Согласно (1.38) или (10.23) максимально возможный расход жидкости, при котором еще сохраняется структурный режим,

определяется так:

364, 4957 167 о, 335 „ о, 665 о, зз

o,665 r1 xo g л •

Y

(10.38)

Таким образом, для составления гидравлической программы располагаем тремя уравнениями — (6.10), (10.36) и (10.37) с

тремя неизвестными — q,,,, r| и х0. Указанная система решается так: по уравнению (6.11), полученному из условия минимума

потерь давления в центральной колонне, определяем зависимость

Чж

f(il^o)-

(10.39)

Аналогичную серию кривых рассчитываем согласно (11.38) и по сответствующим точкам пересечения зависимостью (10.38)

и (10.39) находим

Л = ф(^о)-

10.40)

Приравняв правые части выражений (10.38) и (10.36), получим

f ffvs

™R2vMex(1-m)

fv

fv,

¦™R2vMex(1-m)

fv,

fv,

728,9914 ,1,667^0,335^0,665^0,33 n

(10.41)

При R = 0,042 м, m = 0,2, vMex = 400 м/ч, v1 = 0,0174, yT = = 2,64 • 104 H/m3, у = 1,2 • 104 H/m3 и различных х0 в результате

совместного решения уравнений (6.10) и (10.38) были получены значения г| и х0, приведенные в табл. 10.12.

При dT = 0,010 м и dT = 0,005 м, а также прочих равных исходных данных по уравнению (10.41) определены значения ц при

заданных х0 (табл. 10.13).

273

2

"1

---

у

Таблица 10.12

т0, Па
Л, Па-с
т0, Па
Л, Па-с

1,0
0,0675
3,0
0,0405

1,2
0,0612
4,0
0,0364

1,4
0,0570
6,0
0,0315

1,6
0,0532
8,0
0,0284

1,8
0,0498
10,0
0,0266

2,0
0,0472
15,0
0,0230

2,5
0,0434
20,0
0,0206

Таблица 10.13

dT =
0,01 м
с!т = 0,005 м

т0, Па
Л, Па-с
т0, Па
Л, Па-с

5,0
0,0280
1,0
0,0450

5,5
0,0290
1,2
0,0480

6,0
0,0300
1,4
0,0500

6,5
0,0308
1,6
0,0520

7,0
0,0317
1,8
0,0550

7,5
0,0324
2,0
0,0560

8,0
0,0330
2,5
0,0590

8,5
0,0339
3,0
0,0620

9,0
0,0347
4,0
0,0653

9,5
0,0353
5,0
0,0675

10,0
0,0360
10,0
0,0770

Таблица 10.14

dT, м
т0
Г|
Яж, м7с

0,010 0,005
6,5 1,5
0,0308 0,0530
0,00221 0,00161

По данным табл. 10.12 и 10.13 были построены кривые зависимости г) = f(x0) и по точке пересечения найдены г\ и х0 при dT =

0,01 и 0,005 м, что позволило по формуле (10.38) вычислить соответствующий расход жидкости. Результаты расчетов

приведены в табл. 10.14.

10.2.2. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА В СЛУЧАЕ, КОГДА ГИДРАВЛИЧЕCКАЯ П ОР ОДА ПОСТУПАЕТ В

ЦЕНТРАЛЬНУ Ю КО Л ОННУ В ВИДЕ КЕРНА

Расход жидкости, необходимый для выноса керна, определяется по формуле (8.179), и при этом Ар* и p0 рассчиты-ваются

согласно (8.176) и (8.180). Известно, что турбулентный режим течения характеризуется наличием пульсации скоро-274

сти и давления, амплитуда которых может быть значительной. Имея в виду это обстоятельство, сохранность керна от

обломов будет более высокой, если поддерживать структурный режим течения в трубе. Тогда максимально возможный

расход, при котором еще сохраняется структурный режим, определяется по формуле (10.38).

Из условия минимума давления у нижнего торца бурового снаряда или минимума потерь давления в центральной колонне

бурильных труб располагаем уравнением (6.10), вязкость смеси твердой фазы и жидкости находится по формуле (6.5).

Следовательно, задача по определению г), х0, Q, а следовательно, и ит решается так. Задаемся vMex, m, R, r0, r1r а значит, и

ra(ra = ro/rj. По формуле (8.180) находим p*,. Принимаем какое-либо х0, а следовательно, и х*0 и по выражению (8.176)

определяем соответствующее значение Ар*. Далее, рассматривая совместно выражения (8.179) и (10.38), методом

последовательных приближений находим ц. Аналогичные расчеты выполняем при различных х0 и определяем зависимость г|

= = f(x0). Кривую зависимости г| = ф(х0) рассчитываем также по выражениям (6.5), (6.10) и (10.38). По точке пересечения

кривых г| = f(x0) и г| = ф(х0) устанавливаем единственные г) и х0, что позволяет по формуле (10.38) найти расход жидкости, а

по (8.177) — скорость движения керна.

Знакомства

для

настоящих

нефтяников

и

газовиков

Я:

Ищю:

от лет

до лет

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.

Гукасов Н.А., Брюховецкий О.С., Чихоткин В.Ф.

"Гидродинамика в разведочном бурении".

Глава № 10

Навигация

Аннотация-Оглавление-Введение-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Скачать эту главу в формате PDF

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

по всем вопросам и предложениям Вы можете обращаться на neft-i-gaz@bk.ru Администрация сайта