Для перевірки реалізації витрати промивальної рідини необхідно провести гідравлічний розрахунок. Для цього визначають гідравлічні втрати тиску в еле-ментах циркуляційної системи .

Р = РТ + Ркп + Р; + РОІГГ + РШ,І,Т + РОМ + Р.-І, (2.61)

де Р - сумарні гідравлічні втрати тиску в циркуляційній системі, Па;

Рт- втрати тиску в бурильних трубах. І la;

РКП - втрати тиску в кільцевому просторі за бурильними трубами, Па;

РЗ - втрати тиску в замках і муфтах (для труб і кільцевого простору), Па;

РОБ т - втрати тиску в ОНТ, 1 Іа;

РКПОБТ- втрати тиску в кільцевому просторі за ОБТ, Па;

РОБВ - втрати тиску в наземній обв'язці (стояку, буровому шланзі, ведучій трубі, вертлюзі), Па,

Рд - втрати тиску в долоті, 11 а.

Для визначення втрат і тиску в грубах і кільцевому просторі необхідно визначити режим руху, в залежності від якого вибирають ті або інші розрахункові формули. Для цього визначають фактичне Rc і критичне ReKp число Рейнольдса(формули 2.37,2.38).

__ Рм'У'СІ,-

кк - ——————' Пгш

де рпр - густина промивальної рідини, кг/м"; v - швидкість руху промивальної рідини, м/с;

dr - гідравлічний діаметр, який дорівнює внутрішньому діаметру труби dB або різниці діаметрів df-Dc-dj - для кільцевого простору, м; Dc-діаметр свердловини, м. REKp = 2100 +7,3-Я"'5*,

де НЕ - критерій Хедстрема(формула 2.36)

/2

// - РПР 'Т{}' г

П ,,: - *————-——— . %/'

Якщо Rp < RRKP - режим руху ламінарний Якщо RE > REKP~ режим руху турбулентний

' и-2. /**'

де F - шюща поперечного перерізу, м~.Для труб F ~ — * с\1в.

4

Для кільцевого простору F - — - (DЈ - t/J).

При ламінарному режимі руху втрати тиску в бурильних трубах і кільцевому просторі визначають за формулами:

Р, = ^; (2.62) А-Ч)

Рк.,=——і^/——, (2.63) "и /7A;7.(Dr-c/()

де 1 - довжина секції бурильних труб однакового діаметра do, cb, DC; Рт, Ркл - відповідно коефіцієнти, які можна знайти за графіком попередньо знайшовши параметр Сеп-Венана "Sen" для труб і кільцевого простору:

Sen= T()'dr : (2.64) Пп:І'»

При турбулентному режимі руху втрати тиску в бурильних трубах і кільцевому просторі визначають за формулою Дарсі-Вейсбаха (2.40):

р_; 1)2 Рпг ; / — /І —— * ——— / ,

2 dr де К - коефіцієнт гідравлічного опору , для труб (2.39)

/ \0.25

, п/. ., д юо"І

Я,. =0,1 1,46- — + —— І </« /?/J

для кільцевого простору

ґ \025

Лкп=ії.\$6 1,46 *—--—г~{'~Іг~\ *> (2.65) V Ј>c-d-i R!-:J

де Л - шорсткість труб.

Л = 3-ю'4м - для стінок трубного і обсаджених ділянок затрубного простору.

А = 3 * 1(Г3 м - для необсаджених ділянок затрубного простору.

Аналогічно знаходять вірати тиску в ОБТ (Ровт) і кільцевому просторі за ОБТ (РКПОБТ).

Втрати тиску в замках визначають за формулою Борда-Карно:

т

^=С-Л/уу-', (2.66)

де ц - коефіцієнт місцевого опору;

v - середня швидкість руху рідини в трубах або незвуженій частик кільцевого простору, м/с; і - кількість замків.

( F ^

t = *w -р—Ч- (167)

v Л\-я * ) де кмс~2 - дослідний коефіцієнт, який враховує особливості конфігураці

місцевого опору;

..ч

F - площа перерізу каналу труб чи незвуженої частини кільцевог простору, м2;

FMC - найменша площа перерізу прохідного каналу \\ замку, м";

/ = — ., (2.68) /І

де 1 - довжина бурильних груб однакового діаметра; IT - довжина труби.

Втрати тиску в наземній обв'язці знаходимо за формулою:

роі>н = (А- + -/;/// І ^ ' ^т )' Piw ' Q2' -(2-69) де Х.С, ХБІІЬ ^в, ^вт- відповідно коефіцієнти гідравлічних опорів в стояк> буровому шланзі, вертлюзі, та ведучій трубі.

Резерв тиску, який можна реалізувати в долоті, визначають як різницю мі> тиском що розвиває насос (або насоси) при вибраному діаметрі втулок, і сумоь втрат в циркуляційній системі.

Р;( = в, * Рн ~ ІР,, (2.70)

де Рд — резерв тиску, який можна реалізувати в долоті;

Вр=0,75-0,8 - коефіцієнт, який враховує, що тривалий робочий тисі нагнітання насосів повинен бути, згідно правил ведення бурових робіт, меншиі за паспортний на 20-25%.

РН - тиск, який розвиває насос, Па;

ZPi - втрати тиску в бурильних трубах, кільцевому просторі, замках, ОБТ кільцевому просторі за ОБТ, обв'язці.

За значенням Рд необхідно встановити можливість використанії гідромоніторного ефекту при бурінні даного інтервалу свердловини.

Для цього визначають швидкість руху рідини в промивальних отворах

долота за формулою:

j__

ид = Ї1д ' J——~; (2.71) V Рпг

де ид - коефіцієнт витрати, значення якого приведені в таблиці 2.13.

Якщо одержане значення швидкості ид >80 м/с, то це означає, що інтервал, що розглядається, можна бурити з використанням гідромоніторних доліт

Необхідно мати на увазі , що перепад тиску, який спрацьовує в насадках гідромоніторного долота, не повинен перевищувати 'деякого граничного значення І\р, яке обумовлене міцністю конструктивних елементів долота.У розрахунках приймають РК1> < 12-13 МПа.

Таблиця 2.11. - Коефіцієнт витрати для різних форм насадок.

Форма насадки |

Циліндричне ! Свердлення з свердлення | конічним

1

і входом— |

-* ————— * Y — подібна

щілина

L |

Насадки для гідромоніторних доліт

Коефіцієнт витрати |

і

0,64.. Д 66 0,8... 0,9 |

0,7. ..0,75 |

0,9. ..0,95

Тому підбирають такі значення ид, Рд щоб виконувались умови: І>ц > 80 м/с, Рд<Ркр-

При виконанні цих умов визначають сумарну площу насадок гідромоніторного долота Гд за формулою:

Л<=—; (2-72) ид

За величиною Ід підбирають діаметри насадок гідромоніторного долота за формулою:

Рк/Т

<'//=J——L- 12.73) V /г-п

де dn - діаметр насадки, м;

п - кількість насадок.

Якщо ид<80 м/с, то даний інтервал недоцільно бурити з використанням гідромоніторного ефекту. У