dГ 2 | (2.56)

де: л – коефіцієнт гідравлічного опору;

dГ – гідравлічний діаметр, який дорівнює внутрішньому діаметру труби dВ або різниці діаметрів dГ = Дс – dЗ – для кільцевого простору, м;

Дс – діаметр свердловини, м;

спр – густина промивальної рідини, кг/м3;

х – швидкість руху промивальної рідини, м/с;

L – довжина секції труб, м.

Для ламінарного режиму руху у трубах:

64

л = ———;

Re* | (2.57)

у кільцевому просторі:

96

л = ———;

Re* | (2.58)

Для турбулентного режиму руху

| (2.59)

де: Re* – узагальнений критерій Рейнольса;

Re – критерій Рейнольса.

Re

Re* = —————;

1 + (Sen / c) | (2.60)

спр Ч dГ Ч х

Re = —–————;

зПЛ | (2.61)

де: Sen – критерій Сен–Венана – Іллюшина;

с – коефіцієнт, який залежить від місця, де проводиться розрахунок, с = 6 – для труб і с = 8 – для кільцевого простору.

фО Ч dГ

Sen = —————;

зПЛ Ч х | (2.62)

Q

х = ——;

F | (2.63)

де: F – площа поперечного перерізу, м2.

Для визначення режиму руху рідини скористаємося нерівностями:

Якщо х < хКР – то режим руху ламінарний.

Якщо х > хКР – то режим руху турбулентний.

де: хКР – критична швидкість руху рідини, м/с. |

(2.64)

де: Е = 2000 – для труб, а Е = 1500 – для кільцевого простору.

Втрати тиску в з’єднувальних замках визначаються за формулою Борда – Карно:

х2

Рз = ж Ч спр Ч —— Ч і;

2 | (2.65)

де: ж – коефіцієнт місцевого опору;

х – середня швидкість руху рідини в трубах або незвуженій частині кільцевого простору, м/с;

і – кількість замків, шт.

F

ж = Кмс Ч (——— – 1);

Fмс | (2.66)

де: Кмс = 2 – дослідний коефіцієнт, який враховує особливості конфігурації місцевого опору;

F – площа поперечного перерізу каналу труб або незвуженої частини кільцевого простору, м2;

Fмс – найменша площа перерізу прохідного каналу в замку, м2.

?

і = ——— ;

?т

де: ? – довжина бурильних труб однакового діаметра, м;

?т – довжина труби, м.

Визначаємо втрати тиску в трубах, кільцевому просторі і з’єднувальних замках для наддолотного комплекту ТБПВ 127 Ч 10 Д – 200 м.

У трубах:

4 Ч 0,0237

х = —————––——————— = 2,64 м/с;

3,14 Ч (0,127 – 2 Ч 0,01)2

;

х = 2,64 м/с > хКР = 1,35 м/с – отже режим руху рідини турбулентний.

1180 Ч (0,127 – 2 Ч 0,01) Ч 2,64

Re = ——————————————— = 19676;

0,01694

0,181

л = ————— = 0,0231 ;

5v 19676

300 2,642

ДР = 0,026 Ч ————————— Ч ——— Ч 1180 = 299757 Па;

(0,127 – 2 Ч 0,01) 2

У кільцевому просторі:

4 Ч 0,0237

х = ——————————————— = 0,76 м/с;

3,14 Ч (0,21592 Ч 1,20 – 0,1272)

;

х = 0,76 м/с < хКР = 2 м/с – отже режим руху рідини ламінарний.

2720,85

Re* = ——————— = 1341,35;

1 + (26,12 / 8)

96

л = ———— = 0,0716;

1341,35

300 0,762

ДР = 0,0716 Ч ————————————— Ч ——— Ч 1180 = 65098 Па;

(0,2159 Ч (v1,2) – 0,127) 2

В замках у трубах:

(0,127 – 2 Ч 0,009)2 2,642 300

РзТ = 2 Ч ( ———————— – 1) Ч 1180 Ч ——— Ч ——— = 0 Па;

(0,127 – 2 Ч 0,009)2 2 12,5

У кільцевому просторі:

(0,21592 Ч 1,2 – 0,1272) 0,762 300

РзКП = 2 Ч ( ———————————— – 1) Ч 1180 Ч ——— Ч ——— = 413 Па;

(0,21592 Ч 1,2 – 0,13022) 2 12,5

Виходячи із конструкції свердловини та бурильної колони, рисунок 2.6, отримаємо такі інтервали:

- у трубах: 3000–2840м; 2840–2540м; 2540–1540м; 1540–0м;

- кільцевий простір: 3000–2440м; 2840–1950м; 1950–1540м; 1540–0м;

Рисунок 2.6 – Розрахункова схема для визначення гідравлічних втрат

Результати розрахунків гідравлічних втрат занесемо в таблицю:

Таблиця 2.9 – Результати розрахунку

Розрахункові інтервали, м | Параметри

у трубах | кільцевий простір

3000 – 2840 | 2840 – 2540 | 2540 – 1540 | 1540 – 0 | 3000 – 2840 | 2840 – 1950 | 1950 – 1540 | 1540 – 0

4,7 | 2,64 | 2,5 | 2 | 1,24 | 0,75 | 0,89 | 1 | х, м/с

4,62 | 1,35 | 1,26 | 1,33 | 3,17 | 2 | 2,25 | 2,44 | хКР, м/с

24317 | 19676 | 19431 | 17520 | 4312 | 5720 | 5832 | 5782 | Re––––

1523 | 1341 | 1863 | 1998 | Re*

0,021 | 0,0251 | 0,0251 | 0,026 | 0,0521 | 0,0716 | 0,0532 | 0,0313 | л

701402 | 299757 | 1211821 | 402301 | 199132 | 65098 | 345571 | 741823 | ДР, Па

0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 413 | 1134 | 7938 | Рз, Па

Для визначення втрат тиску в наземній обв’язці використовують формулу:

Робв = (лс + лбш + лв + лвт) Ч спр Ч Q2, Па; | (2.67)

де: лс, лбш, лв, лвт – відповідно коефіцієнти гідравлічних опорів в стояку, буровому шланзі, вертлюзі та ведучій трубі, значення яких приведено в [3].

Робв = (1,1 + 0,3 + 0,44 + 0,9) Ч 105 Ч 1180 Ч 0,02372 = 181605 Па;

Резерв тиску, який можна реалізувати в долоті, визначають як різницю між тиском, що розвиває насос при вибраному діаметрі втулок, і сумою втрат в циркуляційній системі.

Рд = вР Ч Рн – У Рі, Па; | (2.68)

де: Рд – резерв тиску, який можна реалізувати в долоті, Па;

вР – 0,75