Расчёт мощности двигателей для промывки скважины

Расчёт мощности двигателей, потребной для промывки (продувки) скважины:

Мощность, необходимая для привода бурового насоса вычисляется по формуле

           (8.37)

где k_м - коэффициент запаса мощности, k_м=1,15; N_г - гидравлическая мощность, развиваемая буровым насосом, кВт; Q_н - количество подаваемого в скважину бурового раствора (подача насоса), м3/с; ρ_н - давление нагнетания. Па; η_н - к.п.д насоса, η_н=0,75÷0,85; η - к.п.д. передач от двигателя до насоса, η=0,70÷0,80.

Если часть подаваемого в скважину бурового раствора сбрасывается в сливную линию, то N_н определяют из выражения

              (8.38)

Q_н  - полная подача насоса, м3/с; Р'_н — давление нагнетания при подаче насоса Р'_н .

Мощность компрессора (N_k, кВт) можно рассчитать по следующим формулам

            (8.39)

где G — весовой расход воздуха в кг/с; L_пол — работа политропического сжатия воздуха, Дж/Н; η_k — к.п.д компрессора η_k = 0,85-0,9;

                (8.40)

где Т₁ - температура во всасывающей линии компрессора, Т₁=293⁰К; P₂ - давление на выкиде компрессора, Па; Р₁ - давление во всасывающей линии компрессора, Па;

            (8.41)

где η_аd - коэффициент адиабатического сжатия, η_аd =0,90÷0,96; η_k - к.п.д. компрессора, η_k =0,85÷0,90; i - число ступеней сжатия; ае - коэффициент адиабаты: ае =1,4 для воздуха и ае =1,3 для природных газов; Р_r - давление нагнетания, МПа; Р₀ - атмосферное давление, МПа; Q₀ - объемный расход. м3/с.

Пример 8.7. Определить гидравлическую мощность бурового насоса при подаче 4,5 л/с (5·10^-3м3/с)

Решение. Гидравлическая мощность насоса

N_н = 4,5·10^-3·46·105 = 20,7 кВт

Пример 8.8. Рассчитать мощность двигателя для привода насоса при следующих условиях: Q_н=13л/с(13·10^-3/с), Р_н=78·10⁵ Па; к.п.д насоса η_н=0,81; к.п.д передач от двигателя до насоса η=0,75.

Решение. Мощность двигателя для привода насоса по формуле (8.38)

Пример 8.9. Рассчитать мощность на валу компрессора при бурении скважины с продувкой воздухом для следующих условий: весовой расход воздуха G=1,47kt/c давления во всасывающей линии и на выкиде компрессора соответственно равны Р₁=0,98·10⁵Па, Р₂=7,65·10⁵Па; температура во всасывающей линии Т₁=293°K.

Решение. Приняв к.п.д. Компрессора ηк=0,9 по формулам (8.40) и (8.39) получим