Расчет гидравлических параметров промывки скважины, выбор насосов и втулок - Усинское нефтяное

Производительность насоса должна удовлетворять двум основным требованиям:

    А) обеспечить полную очистку забоя от шлама, Б) обеспечить вынос шлама по кольцевому пространству на поверхность

Для соблюдения условия (а) достаточно:

1) Q = g FЗ, где: (2.53)

G - удельная промывка на единицу площади забоя

При бурении шарошечными, лопастными, оснащенными алмазотвердосплавными композициями, твердым сплавом долотами достаточно иметь g = 0,050,065 л/с/см2. Меньшее значение относят к случаям бурения в твердых породах, и с утяжеленным буровым раствором, большее значение в мягких породах.

FЗ - площадь забоя, см2

2) Необходимо обеспечить достаточную удельную гидравлическую мощность на долоте

Q = , где: (2.54)

РG - перепад давления на долоте, МПа,

NУ - удельная гидравлическая мощность на долоте, кВт/см2,

NУ = 0,13 VМ1/3 , где: (2.55)

VМ - ожидаемая механическая скорость бурения, м/ч

Приоритетным является соблюдения условия (1)

Для соблюдения условия (б) достаточно:

Q = 0,0785 VКП (ДС2 - dН2), где: (2.56)

ДС, dН - диаметры скважины и бурильных труб, см,

VКП = (0,2 0,4) м/с

Исходя из изложенного, порядок выбора подачи насоса следующий: по формулам (2.53) и (2.54) находят диапазон возможных значений Q; определяют варианты количества насосов и втулок; ориентируется "max" допустимое давления нагнетания:

РДОП = 0,8 РНТ, где: (2.57)

РНТ - табличное "max" давление нагнетания для данных насосов и диаметров втулок.

Потери давления в бурильных трубах и УБТ

РТ = , где: (2.58)

К = 0,025 - для СБТ и УБТ,

К = 0,02 - для АБТ,

DВ - внутренний диаметр труб, см

Потери давления в гидромониторных насадках долота

РУ = или (2.59)

РУ = 0,0006 VU2, где: (2.60)

F - суммарная площадь сечения насадок, см2,

VU - скорость истечения жидкости из насадок, м/с

Потери давления в промывочных отверстиях не гидромониторных долот

РG = АG Q2 10-3, где: (2.61)

АG - определяется из справочника

Потери давления в затрубном пространстве

РК = , где: (2.62)

ДС - диаметр скважины, см,

DН - наружный диаметр труб, см

Потери давления в манифольде

РМ = А0 Q2, где: (2.63)

А0 = (0,00014 0,00043) - в зависимости от типа БУ

Суммарные потери давления

РН = РМ + РТ + РЗД + РG + РК (2.64)

Пересчет потерь давления при значении Q

РН. НОВ. = РН, где: (2.65)

QНОВ, QСТАР - новая и старая подачи

Если меняются и насадки долота, то пересчет по формуле

РН. Н. = А QНОВ2 + 0,0006 VU2 + РЗД, где: (2.66)

А - сумма правых частей в формулах для расчета давления без Q2

Скорость истечения жидкости VU может меняться в пределах (75 - 120 м/с) за счет суммирования диаметров и числа насадок. Для получения приемлемого сочетания Q от РН - при соблюдении условия РН РН max (РН 0,8 РН max).

При выборе диаметра втулок насоса коэффициент наполнения принимается равным 0,8 0,9.

Интервал 400 - 1810 м.

1. Для полной очистки забоя от шлама

Q = (0,050,065) 0,785 29,532 = (34 44,5) л/с

NУ = 0,13 41/3 = 0,2

РG = (3,4 8,6) 1,1= (3,74 9,46) МПа

Q = = (54,9 21,7) л/с

2. Для выноса шлама на поверхность

Q = 0,0785 (0,2 0,4) (29,532 - 142) = (10,61 21,2) л/с

Принимаем Q = 35,9 л/с

Потери давления в манифольде

РМ = 0,00034 1,05 35,92 = 0,46 МПа

Потери давления в трубах

УБТ 229: РТ = = 0,17 МПа

УБТ 178: РТ = = 3,12 МПа

БТ: РТ = = 3,14 МПа

Итого: РТ = 6,43 МПа

Потери в кольцевом пространстве

РК = = 0,013 МПа

РК = = 0,015 МПа

РК = = 0,052 МПа

Итого: РК = 0,08 МПа

Выбираем насос У8 - 6МА2, диаметр цилиндрических втулок 190 мм при коэффициенте наполнения 0,8, число двойных ходов 65, что обеспечивает подачу 35,9 л/с.

РДОП = 1 10 = 10 МПа

Максимально допустимое давление на долоте

РД = 10 - РК - РТ - РМ (2.67)

РД = 8 - 0,08 - 3,14 - 0,46 = 4,32 МПа

Суммарная площадь сечения насадок

F = = 4,62 см2

Диаметр насадки

FM = 4,62/3 = 1,54 см

Принимаем 3 насадки dH = 16 мм

Тогда:

F = 0,785 1,62 3 = 6,03 см2

РД = = 2,83 МПа

VU = = 65,5 м/с

РН = 2,83 + 0,053 + 3,44 + 0,53 = 6,853 МПа

РН РДОП - условие выполняется

Удельная гидравлическая мощность

NУ = (2.68)

NУ = = 0,164 кВт/см2

Гидравлические параметры промывки скважины

Таблица 2.10

Интервал бурения, от - до, м

Диаметр долота, диаметр и число насадок

Тип насосов и их число

Диаметр втулок, мм

Число ходов в мин.

Подача насосов, л/с

Допустимое давление

Гидравлические сопротивления

Забойные параметры

Общие

В обвязке

В бур. колонне

В З. Д.

В долоте

В затрубном пространстве

Скорость истечения из насадок, м/с

Удельная гидравлическая мощность на долоте, кВт/см2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0-400
    393,7 3 16

У8-6МА2

2 шт.

190

65

39,5

10

6,853

0,53

3,44

-

3,977

0,053

65,5

0,164

400-1810
    295,3 2 9 + 8

У8-6МА2

2 шт.

170

40

19,3

11,44

4,8

0,5

4,62

1,210-5

3,2

0,18

108,8

0,284

180-3810
    215,9 2 9 + 8

У8-6МА2

2 шт.

170

40

19,3

11,44

4,8

0,5

4,5

-

3,2

0,18

101,2

0,412

3810-4810
    139,7 3 9

У8-6МА2

2 шт.

140

40

9,2

12,5

5

0,44

4

-

3

0,3

110,1

0,425

Похожие статьи




Расчет гидравлических параметров промывки скважины, выбор насосов и втулок - Усинское нефтяное

Предыдущая | Следующая