Технология строительства скважины (стр. 6 из 10)
2.6.3.7 Расчёт перепада давления в турбобуре 3ТСШ1-195
Для турбобура 3ТСШ1-195 имеем rс =1000 кг/м3, Qс = 30 л/с, DРс = 3,9 МПа.
По формуле подобия
(2.25)имеем
2.6.3.8 Расчет перепада давления в долоте
где f, mн - площадь сечения и коэффициент расхода промывочных отверстий долота.
2.6.3.9 Расчёт потерь давления в кольцевом пространстве (КП) против ЛБТ
а) Потери давления в КП между ЛБТ и необсаженным стволом скважины (ЛБТI)
Критическая скорость определяется по формуле
Т.к. V > Vкр, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТI рассчитываются по формуле
где Дг - гидравлический диаметр,
Дг = Д-d = 0,2159-0,147 = 0,0689 м
Т.к. Re* < 50000, то
Тогда
б) Потери давления в КП между ЛБТ и кондуктором (ЛБТII).
Т.к. V > Vкр = 1,16 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТII рассчитываются по формуле (2.29)
Дг = Д-d = 0,2267-0,147 = 0,0797 м
Тогда
2.6.3.10 Расчёт потерь давления в КП против СБТ
Т.к. V > Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против СБТ рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,127 = 0,0889 м
Т.к. Re* < 50000, то
Тогда
2.6.3.11 Расчёт потерь давления в КП против УБТ
Т.к. V > Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против УБТ рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,178 = 0,0379 м
Т.к. Re* < 50000, то
Тогда
2.6.3.12 Расчёт потерь давления в КП против турбобура
Т.к. V < Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против турбобура рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,195 = 0,0209 м
Т.к. Re* < 50000, то
Тогда
Для удобства все расчётные значения сводим в табл. 2.8
Таблица 2.8 - Расчеты результатов
| Элементы циркуляционной системы | L, м | d, мм | D, мм | S, м2 | V, м/с | Re* | l | DR, МПа | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Манифольд | – | – | – | – | – | – | – | 1,31 | |
| Стояк | – | – | – | – | – | – | – | 0,33 | |
| Грязевый шланг | – | – | – | – | – | – | – | 0,12 | |
| Вертлюг | – | – | – | – | – | – | – | 0,09 | |
| Квадрат | – | – | – | – | – | – | – | 0,18 | |
| ЛБТ | 2616 | 129 | 147 | 0,013 | 2,3 | 9000 | 0,024 | 1,42 | |
| СБТ | 504 | 109 | 127 | 0,009 | 3,3 | 14527 | 0,023 | 0,64 | |
| УБТ | 72 | 80 | 178 | 0,005 | 6,0 | 27046 | 0,022 | 0,37 | |
| Турбобур | 25,7 | – | – | – | – | – | – | 4,3 | |
| Долото | – | – | f = 5,3×10-4м2; mu = 0,92 | 2,1 | |||||
| к.п. турбобура | 25,7 | 195 | 215,9 | 0,0067 | 4,5 | 6418 | 0,025 | 0,34 | |
| к.п. УБТ | 72 | 178 | 215,9 | 0,012 | 2,5 | 5150 | 0,026 | 0,17 | |
| к.п. ЛБТ необсажен. | 1926 | 147 | 215,9 | 0,02 | 1,5 | 3520 | 0,027 | 0,93 | |
| к.п. ЛБТ обсаженное | 690 | 147 | 215,9 | 0,023 | 1,3 | 2975 | 0,028 | 0,22 | |
| к.п. СБТ | 504 | 127 | 215,9 | 0,024 | 1,25 | 2943 | 0,028 | 0,14 | |
| SDR | 12,7 | ||||||||
2.6.4 Выбор бурового насоса
Выбор бурового насоса производится из условия обеспечения расхода бурового раствора, не ниже расчетного, при расчетном давлении. По результатам гидравлических расчетов для успешного доведения скважины до проектной глубины требуется насосы, развивающие производительность Q³ 0,03 м3/с при давлении Р ³ 12,7 МПа.
По таблице 56 выбираем буровой насос с [P] = 13,9 МПа при диаметре втулок dвт = 170 мм –У8-6МА.
Заключительной стадией гидравлического расчета скважины является построение НТС – номограммы.
Для этого занесем в таблицу теоретические и фактические подачи и давления насоса при различных диаметрах втулки.
Теоретические подачи и давления насоса берем из таблицы 56.
Фактическая подача определяется по формуле:
где к – коэффициент, учитывающий работу насоса на всасывании (к = 0,85);
Q – теоретическая подача.
Таблица 2.9 - Давления и подачи У8-6МА
| Диаметр втулки, мм | Допустимое давление, МПа | Теоретическая подача, м3/с | Фактическая подача, м3/с |
| 160 | 16 | 0,0317 | 0,0269 |
| 170 | 13,9 | 0,0355 | 0,03018 |
| 180 | 12,2 | 0,0404 | 0,03434 |
2.6.5 Построение НТС – номограммы и определение режима работы насоса
НТС – номограмма – это совмещенная характеристика насоса, турбобура и скважины.
Для того, чтобы обеспечить заданный расход Q = 0,03 м3/с при давлении Р ³ 12,7 МПа необходимо использовать данные по насосу для трех втулок указанных в таблице 2.9.
Для значений расходов высчитываем характеристику скважины (это зависимость потерь давления в элементах бурильной колонны от подачи и глубины спуска).
Расчет ведется для 3-х расходов Q1 = 26,9 л/с; Q2 = 30 л/с; Q3 = 34,3 л/с и для трех глубин Н1 = 3180 м; Н2 = 2000 м; Н3 = 1000 м.
Потери давления в элементах бурильной колонны рассчитываются по формулам подобия:
- для турбулентного режима, (2.30) 
- для ламинарного режима. (2.31)2.6.5.1 Характеристика скважины при глубине спуска бурильной колонны на 3180 м
Таблица 2.10 - Потери давления в элементах бурильной колонны
| Участок БК | Длина труб L, м | Q, л/с | ||
| 30 | 26,9 | 34,33 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Внутри труб | ||||
| ЛБТ | 2616 | 1,42 | 1,14 | 1,86 |
| СБТ | 504 | 0,64 | 0,51 | 0,84 |
| УБТ | 72 | 0,37 | 0,27 | 0,48 |
| 3ТСШ1-195 | 25,7 | 4,3 | 3,46 | 5,63 |
| Долото | - | 2,1 | 1,69 | 2,75 |
| SDРтр | - | 8,83 | 7,07 | 11,56 |
| В кольцевом пространстве | ||||
| ЛБТI | 1926 | 0,93 | 0,75 | 1,22 |
| ЛБТII | 690 | 0,22 | 0,18 | 0,29 |
| СБТ | 504 | 0,14 | 0,11 | 0,18 |
| УБТ | 72 | 0,17 | 0,14 | 0,22 |
| 3ТСШ1-195 | 25,7 | 0,34 | 0,27 | 0,45 |
| SDРкп | - | 1,8 | 1,45 | 2,36 |
| SDР | - | 10,63 | 8,52 | 13,92 |
2.6.5.2. Характеристика скважины при глубине спуска бурильной колонны на 2000 м
Таблица 2.11 - Потери давления в элементах бурильной колонны
| Участок БК | Длина труб L, м | Q, л/с | ||
| 30 | 26,9 | 34,33 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Внутри труб | ||||
| ЛБТ | 1436 | 0,78 | 0,63 | 0,98 |
| СБТ | 504 | 0,64 | 0,51 | 0,84 |
| УБТ | 72 | 0,37 | 0,27 | 0,48 |
| 3ТСШ1-195 | 25,7 | 4,3 | 3,46 | 5,63 |
| Долото | - | 2,1 | 1,69 | 2,75 |
| SDРтр | - | 8,19 | 6,59 | 10,66 |
| В кольцевом пространстве | ||||
| ЛБТI | 746 | 0,36 | 0,29 | 0,47 |
| ЛБТII | 690 | 0,22 | 0,18 | 0,29 |
| СБТ | 504 | 0,14 | 0,11 | 0,18 |
| УБТ | 72 | 0,17 | 0,14 | 0,22 |
| 3ТСШ1-195 | 25,7 | 0,34 | 0,27 | 0,45 |
| SDРкп | - | 1,23 | 0,99 | 1,61 |
| SDР | - | 9,42 | 7,58 | 12,27 |
2.6.5.3 Характеристика скважины при глубине спуска бурильной колонны на 1000 м