Методические указания утверждаю директор игнд тпу а. К. Мазуров Основы нефтегазопромыслового дела Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов направления 130500 специальностей (стр. 5 из 10)

· минимальной подачи насоса

, так как считается, что минимальная производительность насоса обеспечивает скорость V выноса частиц песка с забоя;

· размыва песка струей из насадка - скорость жидкости принимается не менее 50 м/c; это условие справедливо только для прямой промывки:

, (1)

где V ≥50 м/c, S – площадь насадка (таблица 5.4.);

· скорость восходящего потока жидкости, которая должна превышать скорость падения частиц песка в жидкости, находящейся в покое.

3) Рассчитаем скорости восходящего и нисходящего потоков

V

, см/c (2)

Площадь поперечного сечения S – зависит от способа промывки.

4) Рассчитаем скорость подъема песчинок

V_n = V_в – W, м/с (3)

где V_n – скорость подъема песчинок;

V_в – скорость восходящего потока жидкости ;

W – средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая экспериментально в зависимости от диаметра частиц песка.

Таблица 5.1

Диаметр частиц песка, мм	0,3	0,25	0,2	0,1	0,01
W, см/с	3,12	2,53	1,95	0,65	0,007

5) Определение гидравлических потерь при промывке

h₁ – потери напора в промывочных трубах

, м. вод.ст. (4)

где Н – длина промывочных труб (приближенно принимаем равной глубине скважины), м,

d – внутренний диаметр промывочных труб (НКТ), м,

V_н – скорость нисходящего потока жидкости в трубах, м/с,

ρ_ж– плотность жидкости, кг/м³,

λ – коэффициент гидравлического сопротивления (принимается по таблицам в зависимости от условного диаметра труб) (таблица 5.2)

Таблица 5.2

Условный диаметр труб, мм	48	60	73	89	114
Коэффициент гидравлического сопротивления λ для воды	0,040	0,037	0,035	0,034	0,032

h2 – потери напора при движении жидкости с песком в кольцевом пространстве

, м. вод.ст. (5)

где φ – коэффициент, учитывающий увеличение потерь вследствие содержания в жидкости песка (φ = 1,12

1,2),

- внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м,

- наружный диаметр промывочных труб (НКТ), м.

h₃ – дополнительные потери, связанные с разностью плотности жидкости в трубах и затрубном пространстве в связи с наличием песка в восходящем потоке

, м. вод. ст. (6)

где m – объем пустот между частицами песка, занимаемый жидкостью (m=0,3

0,45),

F – площадь сечения обсадной колонки, м²,

l– высота пробки, промываемой за один прием ( 6 или 12 м – данная величина принимается студентом самостоятельно),

f – площадь сечения кольцевого пространства, м²,

– плотность песка (для кварцевого песка = 2650 2700 кг/м³),

V_в – скорость восходящего потока жидкости, м/с,

W – средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая в зависимости от диаметра частиц песка, м/с.

h₄ и h₅ – потери напора, соответственно для вертлюга и шланга зависят от подачи жидкости, определяются по опытным данным и могут быть приняты по табл. 5.3.

Таблица 5.3

Расход – Q, л/с	3	4	5	6	8	10	15	20
h4+h5, м	4	8	12	17	29	50	110	200

h₆ – потери напора в наконечнике (насадке)

h₆ =

, м. вод. ст. (7)

где

- плотность жидкости, кг/м³;

Q – подача жидкости, м³ / с;

g – 9,8 м / с²;

= 0,9 – коэффициент расхода насадок;

- площадь сечения насадка, м².

- общие гидравлические потери при промывке

= h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h_6,, м.вод.ст. (8)

6) Расчет времени, необходимого для подъема размытой породы на поверхность

T = H / V_n, (9)

где V_n – скорость подъема размытой породы.

7) По определенным и Q выбираем насос (приложение 3). Если насос уже был выбран ранее (пункт 2 алгоритма), необходимо проверить соответствие расчетных характеристик рабочим характеристикам выбранного насоса.

При несоответствии может быть принято следующее решение:

а) принять другой насос,

б) откорректировать характеристики промывочной системы и сделать пересчет гидравлической системы, подобрать соответствующий насос.

9) Выбор оборудования и инструмента для промывки скважины от песка:

Оборудование и инструмент выбирается по следующим параметрам из приложений 3, 4, 5, 6, 7:

а) подъемная установка – по грузоподъемности;

б) насос – по давлению и подачи;

в) ключи для свинчивания - развинчивания НКТ (ручные и механические) - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ;

г) вертлюг - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ;

д) элеватор - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ.

Грузоподъемность

определяется следующим образом:

,

где

– глубина скважины;

- масса 1 кг труб;

- увеличение массы колонны труб на муфту;

- прочностной коэффициент (равен 1,5).

Так как подвешиваемая колонна НКТ в процессе промывки находится в жидкости, то необходимо уточнить грузоподъемность

,

где

- вес тела в жидкости;