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.
Коэффицент формы , m |
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
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 3559;