Потери давления в циркуляционной системе

Потери напора Р_S, кгс/см², в циркуляционной системе буровой рассчитываются по формулам ^[6] 2.24-2.34;

Для расчета суммарной потери давления в колонне без забойного двигателя использую формулу 2.24.

,                      (2.24.)

Для расчета суммарной потери давления в колонне включающий забойный двигатель использую формулу 2.25.

    ,            (2.25.)

Для расчета потери давления в манифольдной линии использую формулу 2.26

,             (2.26.)

Для расчета потери давления в бурильных трубах линии использую формулу 2.27

 λ*  ) * ,             (2.27.)

Для расчета потери давления затрубном пространстве использую формулу 2.28

,          (2.28.)

Для расчета коэффициента трения в зависимости от режима течения раствора использую формулу 2.29

,                           (2.29.)

Для расчета режима течения раствора использую формулу 2.30

∗ 𝑣 𝑐𝑝                   (2.30.)

Для расчета скорости течения раствора в затрубном пространстве использую формулу 2.31

                        (2.31.)

Для расчета перепада давления на долоте в зависимости расхода раствора и геометрических характеристик использую формулу 2.32-34.

                                (2.32.)

                                  (2.33.)

                                          (2.34.)

    где Р_М – потери напора при движении бурового раствора по манифольду,; Р_БТ – потери напора при движении во внутритрубном пространстве; Р_к.п. – потери напора при движении бурового раствора в затрубном кольцевом пространстве; Р_Д – потери напора при движении бурового раствора через промывочные отверстия бурового долота; Р_ЗД – потери напора в забойном двигателе; λ – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений, 0.016; Q – расход бурового раствора, л/с; γ – удельный вес раствора, г/см³; d – внутренний диаметр бурильных труб, см; L _э – эквивалентная длина наземных трубопроводов, м, которую можно принять равной 200 м; L _БК – длина бурильной колонны, м; l _э – эквивалентная длина замковых соединений, м; l – расстояние между замковыми соединениями, м; L _э.УБТ – эквивалентная длина УБТ, м; d _УБТ, L _УБТ – внутренний диаметр и длина УБТ, мм и м, соответственно; L – длина бурильной колонны, м; d _н – наружный диаметр бурильных труб, см; D _д – диаметр долота, см; l₁ – коэффициент гидравлических сопротивлений при движении в кольцевом пространстве,  – структурная вязкость, сП; u _ср – средняя объемная скорость при движении бурового раствора, см/с; С – коэффициент, характеризующий потери напора в промывочных отверстиях долота;  – коэффициент расхода;  – суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см² ;  – средняя скорость истечения бурового раствора из сопла; – средняя скорость движения раствора в затрубном пространстве.

Расчет потерь давления при бурении ствола под колонну кондуктора:

Потери давления в манифольде:

 = 2.94 кгс/см²

Потери давления в бурильных трубах:

 0.016*   *  = 8.778 кгс/см²

 0.016*  ) *  = 8,04 кгс/см²

Потери давления в затрубном пространстве:

 = 80 см/с,

 = 7925,  = 0,030

кгс/см²

кгс/см²

Потери давления в долоте: С  –условный коэффициент потери напора.

 см/с = 1,73 м/с

 = 29 кгс/см²

Суммарная потеря давления в циркуляционной системе на участке бурения кондуктора составит:

= 2,94+8,778+8,04+0,490+0,210+29 = 49 атм. = 4,9 МПа

Расчет потерь давления при бурении ствола под техническую колонну:

Потери давления в манифольде:

 = 2.71 кгс/см²

Потери давления в бурильных трубах:

 0.016*   *  = 21.89 кгс/см²

 0.016*  ) *  = 9,3 кгс/см²

Потери давления в затрубном пространстве:

 = 96 см/с,

 = 3235,  = 0,038

кгс/см²

кгс/см²

Потери давления в долоте

 см/с = 1,08 м/с

 = 11,97 кгс/см²

    При принятом расходе жидкости, согласно паспортным данным Д1-240 потеря давления в циркуляционной системе составит: 47,97 кгс/см²

       Суммарная потеря давления в системе под техническую колонну составит:

= 2,71+21,89+9,3+2,582+1,609+47,97 = 86 атм. = 8,6 МПа

Расчет потерь давления при бурении ствола под эксплуатационную колонну:

Потери давления в манифольде:

 = 1.62 кгс/см²

Потери давления в бурильных трубах:

 0.016*   *  = 18.4 кгс/см²

 0.016*  ) *  = 6,73 кгс/см²

Потери давления в затрубном пространстве:

 = 101 см/с,

 = 2244,  = 0,040

кгс/см²

кгс/см²

Потери давления в долоте

 см/с = 0,77 м/с

 = 2,92 кгс/см²

    При принятом расходе жидкости, согласно паспортным данным Д2-195 потеря давления в циркуляционной системе составит: 38,92 кгс/см²

       Суммарная потеря давления в системе под эксплуатационную колонну составит:

= 1,62+18,4+6,73+6,057+4,14+38,92 = 75,87 атм. = 7,59 МПа

Расчет потерь давления при бурении ствола под хвостовик:

Потери давления в манифольде:

 = 3,90 кгс/см²

Потери давления в бурильных трубах:

 0.016*   *  = 62,95 кгс/см²

Потери давления в затрубном пространстве:

 = 82 см/с = 0,82 м/с

 = 3029,  = 0,038

кгс/см²

Потери давления в долоте:

см/с = 0.359 м/с

 = 0,79 кгс/см²

    При принятом расходе жидкости, согласно паспортным данным Д1-127 потеря давления в циркуляционной системе на участке бурения хвостовика колонны составит: 36,8 кгс/см²

    Суммарная потеря давления в циркуляционной системе на участке бурения потайной колонны:

= 36,8+0,79+3,86+62,95+3,9 = 108,3 атм. = 10.8 МПа

 

Табл. 5.4 Потери давления при циркуляции раствора

Интервал бурения (вертикальный), м	Суммарные потери давления, МПа
0-990	4,9
990-1800	8,6
1800-2390	7,59
2390-2400	10,8