Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение необходимого расхода промывочной жидкости при бурении скважины и выбор бурового насоса
Необходимый расход промывочной жидкости должен обеспечить очистку забоя скважины и транспортирование бурового шлама в кольцевом пространстве с забоя на поверхность. Расход раствора , необходимый для очистки забоя, определяется по формуле:
, (1.1)
где – минимальная скорость потока, обеспечивающая очистку забоя, м/с; при роторном бурении; при использовании гидравлических забойных двигателей; – диаметр скважины, м. Расход раствора , необходимый для транспортирования бурового шлама по кольцевому пространству с забоя на поверхность, определяется по формуле:
, (1.2)
где – минимальный наружный диаметр бурильной колонны, м; – средняя скорость течения бурового раствора в затрубном пространстве, м/с. Скорость определяется по формуле:
, (1.3)
где – скорость движения частиц шлама в буровом растворе, м/с; – скорость витания частиц шлама в растворе, м/с. Обычно , Для определения скорости витания в бингамовских жидкостях, каковыми являются глинистые растворы, первоначально определяется диаметр самой крупной частицы шлама, остающейся в растворе во взвешенном состоянии:
, (1.4) где – коэффициент, зависящий от диаметра частицы шлама, (рисунок 1.1); – предельное напряжение сдвига раствора, Па; – ускорение силы тяжести, м/с2; – соответственно плотности разбуриваемой породы и промывочной жидкости. Для определения характера течения бурового раствора (ламинарное или турбулентное) используется соотношение: , (1.5)
где – преобладающий размер частиц бурового шлама; при бурении шарошечными долотами можно принять . Если , то режим обтекания частицы ламинарный; если , то режим переходный, и наконец, если , то режим турбулентный. При ламинарном режиме скорость падения частицы в растворе определяется по формуле Шищенко:
м/с, (1.6)
где – функция, зависящая от а (рисунок 1.2); – вязкость раствора, . При переходном и турбулентном режимах скорость вычисляется по формуле Риттингера:
, м/с, (1.7)
где – коэффициент, зависящий от формы частицы и параметра ; – ускорение свободного падания, м/с2; – коэффициент, зависящий только от формы частицы. Коэффициент К можно определить по графику (рисунок 1.3). Вычисление скорости дает возможность по формуле (1.3) определить скорость , а затем по формуле (1.2) – расход раствора . По большей величине расхода ( или ) по таблице 1.1 выбирается буровой насос для промывки скважин. Выписываются марка насоса, подача (расход), диаметр цилиндровых втулок и соответствующее максимальное давление подачи промывочной жидкости.
Диаметр частицы шлам d, мм Рисунок 1.1-Значение коэффициента формы m, введенного Шищенко
Рисунок 1.2-Изменение функции Ф введенной Шищенко; от соотношения а = dz/d0
|