Определение потерь давления в местных сопротивлениях циркуляционной системы.

А. Внутри труб.ΔР_тз=(n_зζρV_т²)/2 (2), где n_з – число замков, V_т – скорость течения жидкости в трубах против гладкой части, ζ – коэффициент местных сопротивлений.

В. В кольцевом пространстве.ΔР_кз=(((d_c²-d_н²)/(d_c²-d_з²))-1)*n_зρV_к²=(((d_c²-d_н²)/(d_c²-d_з²))-1)*n_зρQ²/F_к²(3).

3. Потери в трубопроводе.ΔР_с=αρ_сQ_с²

50. Выбор насосов и цилиндровых втулок для промывки.

Выбор состоит из двух частей:

1. Выбор расхода ПЖ: Q=мах(Q₁,Q₂) (1), где Q₁ – расход необходимый для транспортировки шлама через кольцевое пространство, Q₂ – расход необходимый для эффективной очистки забоя.

2. Выбор насосов и диаметра их втулок – должен быть таким, чтобы при найденном расходе соблюдалось следующее соотношение:

3. Рн>Ррасч=ΔРкп+ΔРкпз+ΔРд+ΔРзд+ΔРтр+ΔРтрз+ΔРоб (2), где ΔРкп – потери на линейных участках КП, ΔРкпз – потери от замков в КП, ΔРд – потери давления в долоте, ΔРзд – потери в забойном двигателе, ΔРтр – потери на линейных участках в трубах, ΔРтрз – потери в тубах на замках, ΔРоб – потери в наземной обвязке.

51. Расчёт давления при спуске трубных колонн в скважину.

Наибольшее забойное давление, могущее вызвать поглощении или гидроразрыв ГП в открытом стволе, возникает при спуске обсадных колонн, особенно колонны с закрытым нижним концом.

Тахограмма спуска колонны на длину одной трубы имеет вид:

Uт-Скорость движения колонны,

Vк- скорость восходяшего потока в КП, Тр, Тп, Тт- интеовалы времени разгона, постоянная скорости, торможения колонны.

Рз=ρgl+Рр+Ри+Рт (1) Рр,Ри,Рт- давление необходимое для разрушения структуры жидкости, инерционные потери давления, потери давления на трение.

Рр= 4θ*l/dr (2) , где dc-dн=dr

В пределе в минимальном случаях θ=τ₀

Ри= ρ*l*∆Vк/Тр= ρ*l*dVк/dt (3) Скорость Vк в кольцевом пространстве мерить не удобно, поэтому лучше формулу (3) записать через скорость движения колонны труб. Расход жидкости, выдавливаемой при опускании труб будет равна: Q=πr_н²Uт= π(r_c²- r_н²)Vк ; Vк= (r_н²/( r_c²- r_н²)) Uт+Qн/Fк

Профиль скоростей жидкости при движении колонны труб вниз имеет вид:

Бурхард - экспериментальный учет влияния пристенного слоя у колонны:

Vк = (( r_н²/( r_c²- r_н²)) + к)*Uт + Qн /Fк (5)

К=0,5 – имперический коэффициент. Продифферинцируем по времени (t) полученное выражение:

dVk/dt = ((r_н²/( r_c²- r_н²)) + к)* dVk/dt + 0 (6) →подставим в (3)

Ри = ρ*l*((r_н²/( r_c²- r_н²)) + к)* dVk/dt (7)

Рассчитываем потери на трение при спуске колонн:

при турбулентном течении жидкости если Vк >Vкр при Vк= 25 *(τо/ρ)^0,5 ,

то∆Рт=d*(ρ*Vк² * l) / 2d (8)- Дарси-Вейсбаха

При ламинарном течении жидкости ∆Р=4 τо*l / β*dr (9)- Гродде

На тахограмме отметим характерные точки: 1) в начале периода разгона; 2) в конце периода разгона; 3) на участке движения с Vк = const; 4) в близи остановки. Рассмотрим роль составляющих давлений в формуле (1). В этих точках:

т.1 Рз=ρgl+Рр+Ри+Рт (Рт=0);

т.2 Рз=ρgl+Рр+Ри+Рт (Рр=0);

т.3 Рз=ρgl+Рр+Ри+Рт (Рр=0, Ри=0);

т.4 Рз=ρgl+Рр-Ри+Рт (Рр=0, Ртр=0); Рз=ρ*g*l-Ри

рис

В первом случая за счет динамических составляющих давление Рз превышает статическое Рст и может возникнуть разрыв и поглощение жидкости. В точке 4 Рз<Рпл

Таким образом в ходе спуска на длину одной трубы может возникнуть как поглощение так и приток.