За ГЗД
За УБТ-178
За ТБПВ
Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.
Коэффициенты λкп рассчитываем по формуле (6.10):
за турбобуром
Найдем скорости течения жидкости на однородных участках кольцевого канала.
За турбобуром
за УБТ-178
за ТБПВ-127
Число Сен-Венана равно:
За ГЗД
За УБТ-178
За ТБПВ
Находим значения β по формулам (6.15):
За ГЗД
За УБТ-178
За ТБПВ
Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле (6.12):
За ГЗД
МПаЗа УБТ-178
МПаЗа ТБПВ
МПаМестные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле (6.16). Согласно табл. 5.7 dм = 0,127м. Примем ℓт = 12 м.
м/с МПаСуммируя значения Р, получим
МПаНайдем ρкр по формуле (6.1)
кг/м3Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле (6.4):
В ТБПВ
В УБТ-178
Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле (6.5):
В ТБПВ
В УБТ-178
Так как Reт > Reкр, то в колонне везде течение турбулентное.
Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле (6.9):
В ТБПВ
В УБТ-178
Рассчитаем потери давления внутри ТБПВ и УБТ по формуле (6.7):
В ТБПВ
МПаВ УБТ-178
МПаМестные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле (6.17):
МПаВычислим потери давления в наземной обвязке по формуле (6.18), предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:
МПаВычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле (6.3):
Рассчитываем резерв давления ∆Рр для потерь в долоте по формуле (6.21) при в = 0,8:
МПаОпределим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле (6.22) при μ = 0,95:
м/сТак как υд > 80 м/с и перепад давления ΔРд = 6,994 МПа < ΔРкр = 10,766 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.
Приняв υд = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле (5,10):
МПа
тогда расчетное рабочее давление в насосе составит
Рн = 7,152 · 106 + 3,55∙106 = 10,702 МПа
Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):
Ø =
м2В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле (6.25):
м9.4 Построение графика давлений
Для построения графика распределения давления в циркуляционной системе определяем следующие величины:
1) гидростатическое давление на забое скважины (при отсутствии циркуляции) для двух случаев:
а) в скважине, заполненной промывочной жидкостью плотностью ρ, по формуле
Рс = ρ · q · L=1150·9,81·1822=20,55МПа
где L – глубина забоя скважины, м;
б) в скважине, заполненной той же жидкостью, но содержащей частицы выбуренной породы плотностью ρш,
Pc' = φ·ρ·q·L+(1-φ)·ρш·q·L= 0,999·1150·9,81·1822+(1-0,999)·2350·9,81·1822 =
20,57 МПа
Построим график распределения давления в циркуляционной системе .
1. Слева изобразим геометрию кольцевого канала и компоновку бурильного инструмента с соблюдением вертикального масштаба.
2. Проводим горизонтальные линии через точки соединения различных элементов бурильной колонны:
1-1 – соединение ТБПК с УБТ-165;
2-2 – соединении УБТ-165 с УБТ-178
3-3 – соединение УБТ-178 с турбобуром (забойным двигателем) либо УБТ-178 с долотом
4-4 – соединение турбобура (забойного двигателя) с долотом – забой скважины.
3. Откладываем значения Рс и Рс΄ по горизонтали 4-4, получим точки d и d΄.
4. Соединив точки d и d΄ с началом координат, получим линии изменения гидростатического давления в затрубном пространстве. В пересечении линии Od΄ с горизонталями 1-1, 2-2 и 3-3 получим точки а, в и с.
5. От а, в, с и d по горизонталям вправо откладываем значения суммарных гидродинамических потерь давления получаем точки а΄, в΄, с΄ и d΄.
При этом длина отрезков равна:
аа’=ΔpкпТБПК+ ΔpмкТБПК
вв’= ΔpкпТБПК+ ΔpмкТБПК+ ΔpкпУБТ-146
сс’= ΔpкпТБПК+ ΔpмкТБПК+ ΔpкпУБТ-146+ ΔpкпУБТ-178
d’d”= ΔpкпТБПК+ ΔpмкТБПК+ ΔpкпУБТ-146+ ΔpкпУБТ-178 +Δpкптурбобур
6. Соединив точки О, а΄, в΄, с΄ и d˝ построим кривую изменения гидродинамического давления в затрубном пространстве при циркуляции.
7. Из точки d˝ восстанавливаем вертикаль до пересечения с осью давлений. Получаем точку, соответствующую величине забойного давления при бурении скважины Рз.nn΄
8. Через точку d˝ проводим прямую, Оd. В пересечении с горизонталями получим точки k, m, n и точку s в пересечении с осью давлений.
9. Отложив по горизонтали от точки d˝ отрезок, соответствующей перепаду давления в долоте, получаем точку е. При этом длина d”e=ΔpТб.
10. Длина отрезка kk΄ равна сумме перепадов давления в долоте ∆Рд и турбобуре ∆Ртб.
11. длины отрезков mm΄, nn΄, ss΄ определяем по формуле:
mm’= Δpд+ Δpтб+ ΔpтУБТ-178
nn’= Δpд+ Δpтб+ ΔpтУБТ-178+ ΔpкпУБТ-146
ss’= Δpд+ Δpтб+ ΔpтУБТ-178+ ΔpкпУБТ-146 +ΔpмтТБПК
Р = ∆Рд + ∆Ртб + Σ(∆Ртi),
где Σ(∆Ртi) - суммарное гидродинамические потери давления внутри i-й секции бурильной колонны.
12. Вправо от точки s΄ откладываем отрезок, равный потерям давления в наземной обвязке ∆Ро. Получаем точку, соответствующую давлению в насосе Рн.
13. Соединив точки е, k΄, m΄, n΄, s΄, Рн получаем график изменения давления от забоя скважины до насоса.
1 – Долото;
2 – УБТ ;
3 – ТБПВ-127;
4 – кондуктор;
5 – слабый пласт.
2)Интервал 60-360м-для ГЗД
Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.
Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле (6.1).