animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}
Главная / Расчеты в бурении / Гидравлические сопротивления в циркуляционной системе / Потери давления при бурении геологоразведочных скважин

Потери давления при бурении геологоразведочных скважин

Последовательность расчета потерь давления при бурении геологоразведочных скважин

Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в бурильных трубах, УБТ и в наземной обвязке рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха

            (14.21)

где λ - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления; υ -средняя по сечению канала потока объемная скорость движения жидкости, м/с; ρ - плотность жидкости, кг/м3; l - длина канала потока, м; Dэ - эквивалентный диаметр канала потока (для бурильных труб Dэ=d1, где d1 - внутренний диаметр труб; для кольцевого канала скважины Dэ= Dc-d2, где d2 - наружный диаметр бурильной трубы, Dc - диаметр скважины, м).

Для одновременного определения потерь давления в бурильных и утяжеленных бурильных трубах (УБТ), в ведущей трубе, сальнике, шланге, поверхностной нагнетательной линии удобнее воспользоваться формулой

              (14.22)

где все величины относятся к внутреннему каналу бурильных труб d1, а lэ, эквивалентная длина бурильных труб, потери давления на которой приравниваются к потерям давления в УБТ, ведущей трубе, сальнике и т.д., м.

Наиболее сложным и ответственным при гидравлических расчетах является определение значений λ для конкретных условий. Коэффициент гидравлических сопротивлений зависит от свойств жидкостной среды, скорости ее движения, сечения канала, шероховатости стенок. Однако, до настоящего времени не найдено единой зависимости для аналитического вычисления λ с учетом перечисленных факторов.

При промывке скважины водой или другими маловязкими (ньютоновскими) жидкостями значение коэффициента λ1 с достаточной точностью можно найти по приближенной формуле А.Д. Альтшуля

             (14.23)

где Кш - эквивалентная шероховатость стенок трубопровода, м (для новых стальных цельнокатаных труб Кш=(0,02-0,07)·10-3 м, для стальных труб бывших в употреблении Кш=(0,2-0,5)·10-3 м и для старых сильно корродированных труб Кш= 1,0·10-3 м); Dэ - эквивалентный диаметр канала потока, м (для внутреннего канала бурильных труб Dэ=d1; Re - параметр Рейнольдса, рассчитываемый по следующей фомуле:

           (14.24)

При промывке скважины глинистыми растворами или другими структурными жидкостями режим движения потока характеризуется обобщенным параметром Рейнольдса:

              (14.25)

где η' - эффективная вязкость глинистого раствора, определяемая по формуле:

                (14.26)

где η - коэффициент структурной вязкости; τ0 - динамическое напряжение сдвига. При расчетах в системе СИ можно для нормальных глинистых растворов принимать значения этих величин в пределах η=5·10-3÷2·10-2 Па·с; τ0 =2÷10 Па и тем больше, чем выше их условная вязкость.

При значениях R*<2000-3000 отмечается структурный режим движения. Коэффициент сопротивления λ в этом случае определяется по формуле Стокса

             (14.27)

При значениях Re'>2000÷3000 величина коэффициента λ1, рассчитывается по формуле Р.И.Шищенко:

              (14.28)

При значениях Rе'>5000 можно считать λ1=const и значение коэффициента принимать равным 0,02.

Эквивалентная длина lэ, бурильных труб определяется из соотношения

              (14.29)

где lУБТ, lш, lв, lс - длины соответственно УБТ, нагнетательного шланга, ведущей трубы, вертлюга - сальника и т.д., м.; dУБТ, dш, dв, dc - внутренние диаметры соответственно УБТ, нагнетательного шланга, ведущей трубы, канала в вертлюге-сальнике, м.

Потери давления на гидравлические сопротивления при движении бурового раствора в соединениях бурильной колонны обычно определяют по формуле

       (14.30)

где v1 - средняя скорость течения в трубе за местным сопротивлением -м/с;  n - число однотипных соединений в колонне; ζ - безразмерный коэффициент местного сопротивления, рассчитываемый по формуле Б.С.Филатова:

            (14.31)

где а - опытный коэффициент, учитывающий особенности конфигурации местного сопротивления; для труб муфтово-замкового соединения a≈2, для - ниппельного a≈1,5; d0 - диаметр наименьшего проходного сечения в соединении, м.

Давление на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в кольцевом пространстве может быть приближенно рассчитано по следующей формуле:

          (14.32)

где v- скорость восходящего потока промывочной жидкости, м/с; ρ' -средняя плотность жидкости, обогащенной шламом, кг/м3; для осуществления качественной очистки забоя плотность жидкости в восходящем потоке не должна быть выше плотности в нисходящем потоке более чем на 3%; l -длина скважины, м; λк.п. - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве.

Для правильной оценки диаметра скважины при расчете р3 можно воспользоваться приведенными ниже данными возможных значений приращений диаметров ствола скважины при геологоразведочном бурении :

Категория пород по буримости (вращательное механическое бурение)

XII

XI

X

IX

YIII

YII- YI

Приращение диаметров скважины, мм

0-1

1- 2

2-3

3-5

4-10

10-30

При промывке скважины водой и другими маловязкими жидкостями коэффициент λк.п. может быть рассчитан по формуле Блазиуса:

         (14.33)

где формула Re'к.п.=υDэ/v, Dэ - эквивалентный диаметр канала потока, в этом случае равный Dc-d, м; d - наружный диаметр бурильных труб, м.

При промывке скважин глинистым раствором или другими структурными жидкостями λк.п рассчитывается по формуле Р.И. Шищенко, справедливой в интервале Re'к.п = 1200÷10000.

         (14.34)

При малых значениях Re'к.п<1200 для расчета λк.п. можно воспользоваться формулой Е.М.Соловьева

             (14.35)

При Re'≥50 000 для глинистого раствора рекомендуется принимать коэффициент сопротивления постоянным и равным 0,02.

Потери давления в колонковом наборе (или долоте) зависят от его конфигурации и степени изношенности, длины и степени разрушения керна в колонковой трубе, количества и качества промывочной жидкости. Часть этих факторов меняется в течение рейса, поэтому рекомендуется принимать р4=0,25÷10,5 МПа. Большие значения потерь давления берутся для больших расходов жидкости.
Перепад давления в гидроударнике (или малогабаритном турбобуре) р5 принимается в соответствии с технической характеристикой забойного механизма.

При учете разности между гидростатическими давлениями столбов жидкости в кольцевом пространстве и бурильных трубах потери давления (р6) определяют по формуле

р6=10-6lж.вж.н).          (14.36)

где γж.в и γж.н - соответственно удельные веса жидкости в кольцевом пространстве и в бурильных трубах, Н/м3.

При высокочастотном алмазном бурении на коэффициент λк.п оказывает влияние окружная скорость вращения бурильной колонны. Для бурения с промывкой водой, полимерными растворами, водомасляными эмульсиями, водными растворами NaCl и СаСl2 предложена следующая формула.

            (14.37)

где ω - окружная скорость вращения поверхности колонны бурильных труб, м/с;  ω=πdn/60, n - частота вращения колонны бурильных труб, мин-1; λ - коэффициент гидравлических сопротивлений при отсутствии вращения колонны, в данном случае вычисляемый по видоизмененной формуле Альтшуля:

                    (14.38)

Здесь коэффициент эквивалентной шероховатости для алмазного бурения стальными трубами принимается равным 0,03·10-3 м.

Торговый дом АУМАС