25333 (586594), страница 6
Текст из файла (страница 6)
2 КНБК уточняется технологической службой бурового предприятия в процессе бурения по результатам инклинометрии.
2.6.2 Выбор расхода промывочной жидкости
– выбор расхода промывочной жидкости осуществляется исходя из условия удовлетворительной очистки забоя:
(2.13)
где q = 0,65 м/с – удельный расход;
Fз – площадь забоя;
(2.14)
где Dд – диаметр долота.
Dд = 215,9 мм;
м2;
м3/с.
– выбор расхода, исходя из условий выноса наиболее крупных частиц шлама:
(2.15)
где Uoc – скорость оседания крупных частиц шлама;
Fкп – площадь кольцевого пространства, м2;
(2.16)
где dш – средней диаметр крупных частиц шлама;
п – плотность породы, кг/м3;
- плотность промывочной жидкости, кг/м3.
dш =0,0035+0,0037Dд; (2.17)
(2.18)
где Dтр – диаметр турбобура, м.
dш =0,0035+0,0037*0,2159 = 0,0043 м;
0,36 м/с;
м2;
м3/с.
– выбор расхода из условия нормальной работы турбобура:
где Муд – удельный момент на долоте;
G – вес турбобура;
Мс – момент турбобура при расходе Qc жидкости с ;
- плотность жидкости, при которой будет использоваться турбобур.
к – коэффициент учитывающий потери момента в осевой опоре турбобура равный 0,3.
Параметры забойного двигателя 3ТСШ1-195:
Мg = 1200 Нм; Qc = 0,03 м3/с; с = 1000 кг/м3; = 1100 кг/м3, Мс=1500 Н/м.
м3/с.
Из трех расходов Q1, Q2, Q3 выбираем максимальный расход: 0,03 м3/с и далее в расчетах будем принимать этот расход.
-
Расчёт потерь давления в циркуляционной системе
Потери давления в циркуляционной системе буровой установки определяются как сумма всех потерь давления в элементах циркуляционной системы состоящей из:
-
наземной обвязки, включающей стояк, буровой шланг, вертлюг, ведущую трубу;
-
легкосплавных бурильных труб;
-
соединительных элементах (замках) ЛБТ;
-
стальных бурильных труб;
-
замков СБТ;
-
утяжеленных бурильных труб;
-
турбобура;
-
бурового долота (насадки);
-
кольцевого пространства против вышеперечисленных элементов со 2) по 7).
Применительно к ЗД и долоту принято говорить не потери, а перепады давления, ибо последние создаются преднамеренно.
2.6.3.1 Расчет потерь давления в наземной обвязке
Р = аQ2ж; (2.19)
Потери давления в стояке
a = 3,35105 Пас2/м3кг; Р = 3,351050,0321100 = 0,33 МПа
Потери давления в шланге
a = 1,2105 Пас2/м3кг; Р = 1,21050,0321100 = 0,12 МПа
Потери давления в вертлюге
a = 0,9105 Пас2/м3кг; Р = 0,91050,0321100 = 0,09 МПа
Потери давления в ведущей трубе
a = 1,8105 Пас2/м3кг; Р = 1,81050,0321100 = 0,18 МПа
Потери давления в манифольде
a = 13,2105 Пас2/м3кг; Р = 13,21050,0321100 = 1,31 МПа
Робв=0,33+0,12+0,09+0,18+1,31=2,03 МПа
-
Расчет потерь давления в ЛБТ
Внутренний диаметр Дв = Дн -2 = 0,147-20,009 = 0,129 м
Площадь проходного сечения S = Дв2 /4= 3,14(0,129)2 /4= 0,013 м2
Скорость течения жидкости V = Q/S = 0,03/0,013 = 2,3 м/с
Обобщенный критерий Рейнольса определяются по формуле
где 0- динамическое напряжение сдвига
0=8,510-3 -7=8,510-310-31100 –7=2,35 Па
- структурная вязкость
= 0,03310-3-0,022= 0,03310-31100-0,022= 0,0143 Пас
Т.к. Re* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений определяется по формуле
Потери давления в ЛБТ
2.6.3.3 Потери давления в замках ЛБТ
Потери давления определяются по формуле (2.19)
где Lтр - длина труб;
ℓт - длина одной трубы
dн - внутренний диаметр замка
Тогда 
Р = 0,291050,0321100=0,028 МПа.
2.6.3.4 Расчет потерь давления в СБТ
Потери давления определяются по формуле (2.20)
Внутренний диаметр Дв = Дн - 2 = 0,127-20,009=0,109 м
Площадь проходного сечения S = Дв2 /4= 3,140,1092 /4= 0,0093 м2
Скорость течения жидкости V = Q/S =0,03/0,0093 = 3,3 м/с
Обобщенный критерий Рейнольдса определяется по формуле (2.21)
Т.к. Re < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений определяется по формуле (2.22)
Потери давления в СБТ
2.6.3.5 Расчёт потерь давления в замках СБТ
Расчёт проводится по формулам (2.19), (2.23) и (2.24).
Р = 0,0481050,0321100=0,0047 МПа.
2.6.3.6 Расчёт потерь давления в УБТ
Расчёт проводится по формулам (2.20) - (2.22).
S = Дв2 /4= 3,140,082 /4= 0,005 м2;
V = Q/S =0,03/0,005 = 6,0 м/с;
Т.к. Re* < 50000, то режим турбулентный, и коэффициент гидравлических сопротивлений
потери давления в УБТ 
2.6.3.7 Расчёт перепада давления в турбобуре 3ТСШ1-195
Для турбобура 3ТСШ1-195 имеем с =1000 кг/м3, Qс = 30 л/с, Рс = 3,9 МПа.
По формуле подобия
(2.25)
имеем
2.6.3.8 Расчет перепада давления в долоте
где f, н - площадь сечения и коэффициент расхода промывочных отверстий долота.
2.6.3.9 Расчёт потерь давления в кольцевом пространстве (КП) против ЛБТ
а) Потери давления в КП между ЛБТ и необсаженным стволом скважины (ЛБТI)
Критическая скорость определяется по формуле
Т.к. V > Vкр, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТI рассчитываются по формуле
где Дг - гидравлический диаметр,
Дг = Д-d = 0,2159-0,147 = 0,0689 м
Т.к. Re* < 50000, то 
Тогда 
б) Потери давления в КП между ЛБТ и кондуктором (ЛБТII).
Т.к. V > Vкр = 1,16 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против ЛБТII рассчитываются по формуле (2.29)
Дг = Д-d = 0,2267-0,147 = 0,0797 м
Тогда 
2.6.3.10 Расчёт потерь давления в КП против СБТ
Т.к. V > Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против СБТ рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,127 = 0,0889 м
Т.к. Re* < 50000, то 
Тогда 
2.6.3.11 Расчёт потерь давления в КП против УБТ
Т.к. V > Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против УБТ рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,178 = 0,0379 м
Т.к. Re* < 50000, то 
Тогда 
2.6.3.12 Расчёт потерь давления в КП против турбобура
Т.к. V < Vкр = 1,18 м/с, то режим турбулентный и потери давления в КП против турбобура рассчитывается по формуле (2.29)
Дг = 0,2159-0,195 = 0,0209 м
Т.к. Re* < 50000, то 
Тогда 
Для удобства все расчётные значения сводим в табл. 2.8
Таблица 2.8 - Расчеты результатов
| Элементы циркуляционной системы | L, м | d, мм | D, мм | S, м2 | V, м/с | Re* | , МПа | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Манифольд | – | – | – | – | – | – | – | 1,31 | |
| Стояк | – | – | – | – | – | – | – | 0,33 | |
| Грязевый шланг | – | – | – | – | – | – | – | 0,12 | |
| Вертлюг | – | – | – | – | – | – | – | 0,09 | |
| Квадрат | – | – | – | – | – | – | – | 0,18 | |
| ЛБТ | 2616 | 129 | 147 | 0,013 | 2,3 | 9000 | 0,024 | 1,42 | |
| СБТ | 504 | 109 | 127 | 0,009 | 3,3 | 14527 | 0,023 | 0,64 | |
| УБТ | 72 | 80 | 178 | 0,005 | 6,0 | 27046 | 0,022 | 0,37 | |
| Турбобур | 25,7 | – | – | – | – | – | – | 4,3 | |
| Долото | – | – | f = 5,310-4 м2; u = 0,92 | 2,1 | |||||
| к.п. турбобура | 25,7 | 195 | 215,9 | 0,0067 | 4,5 | 6418 | 0,025 | 0,34 | |
| к.п. УБТ | 72 | 178 | 215,9 | 0,012 | 2,5 | 5150 | 0,026 | 0,17 | |
| к.п. ЛБТ необсажен. | 1926 | 147 | 215,9 | 0,02 | 1,5 | 3520 | 0,027 | 0,93 | |
| к.п. ЛБТ обсаженное | 690 | 147 | 215,9 | 0,023 | 1,3 | 2975 | 0,028 | 0,22 | |
| к.п. СБТ | 504 | 127 | 215,9 | 0,024 | 1,25 | 2943 | 0,028 | 0,14 | |
| 12,7 | |||||||||
2.6.4 Выбор бурового насоса
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
