Разработка проекта строительства дополнительного ствола из эксплуатируемой скважины №37,глубиной Н = 1985м, на Пылинском месторождении
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Тп- осевая нагрузка на осевую опору, Н
Тп=45кН.
Fp=0,785*dcp2,
dcp - средний диаметр вала двигателя, м
Fp=0,785 * (4,25 * 10-3)2 = 0,l42 * 10-4 м2.
Gвр = 0,5 * 2800 * 0,861 = 1205,4 H.
Рт = 5 МПа.
,(3.21)
где No-мощность для очистки забоя от выбуренной породы, рассчитывается по формуле
,(3.22)
где dc - диаметр скважины, м,
dc = 0.123M
Vm - механическая скорость бурения, м/с,
Vm =10 м/ч = 0,0028 м/с,
Н- глубина скважины, м,
Н=2800м.
Вт
.4.4 Определение расхода бурового раствора
Qmin < Q < QТН,(3.21)
где Qmin- минимально необходимый расход промывочной жидкости для очистки забоя от шлама;
Q- удовлетворяющая техническим требованиям процесса углубления;
QТН - технологически необходимая величина производительности насоса.
Qmin = ,(3.22)
где dч - диаметр частиц шлама, м,
dч =0,003м.
?п -плотность породы, кг/м3,
?ж =2100 кг/м3.
Fкп - площадь кольцевого пространства (между стенкой скважины и наружным диаметром бурильных труб).
Fкп =0,0092m.
Qmin = м2
(3.23)
где Рmax- максимальное давление на выкиде бурового насоса, Па;
Ргд- перепад давления в промывочном узле долота, Па;
Роч- давление необходимое для очистки забоя от выбуренной породы, Па;
РR - гидроимпульсное давление (2МПа);
?1, ?2 - плотность промывочной жидкости внутри бурильного инструмента и в заколонном пространстве, кг/м3;
bi, bj - коэффициенты гидросопротивлений, зависящие от глубины скважины, м-5;
ai - коэффициент гидросопротивления, не зависящий от глубины скважины, м-4;
ai = a мс+ а ш+ ав+атв,(3.24)
амс - коэффициент гидросопротивления, учитывающий сопротивление в монифольде и стояке, м-4;
аш- коэффициент гидросопротивления, учитывающий сопротивление в буровом шланге, м-4;
а в- коэффициент гидросопротивления, учитывающий сопротивление в вертлюге, м-4;
а тв- коэффициент гидросопротивления, учитывающий сопротивление в ведущей трубе, м-4.
(3.25)
где ?ср =35кН,
?вр = 1205,4кН,
Тп = 45кН,
Рт = 5МПа,
РR=2МПа.
МПа
а мс= 1,005
а ш=0,36
а в=0,27
а тв=0,54
аt = 1,005+0,36+0,27+0,54=2,175 м-4.
м-3
li = lj = 1900 м
= 9,4 1900 = 17,860 м-4
= 3,74 1900 = 7,106 м-4
л/с
3.4.5 Расчет выноса частиц шлама из горизонтального ствола скважины
Для транспортировки частиц шлама в вертикальном или слабонаполненном стволе скважины необходимо, чтобы средняя скорость восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве ?ж была на 10-15% скорости оседания самых крупных частиц шлама ?ос,
отсюда минимально необходимый для подъема частиц шлама расход промывочной жидкости:
Q ? (1,1 - 1,15) ?ос Sкп,(3.26)
где Sкп - наибольшая площадь кольцевого пространства, м2.
При бурении горизонтальных стволов все частицы стремятся опустится на нижнюю стенку скважины. Возможны 2 механизма транспортировки шлама:
) при достаточно высокой скорости потока турбулентной пульсации подхватывают частицы шлама и переносят их в область высоких скоростей течения. При затухании вихря частицы начинают оседать пока не будут подхвачены следующим вихрем. Таким образом, осуществляется перенос частиц во взвешенном состоянии.
) если средняя величина поперечной пульсации скорости будет меньше твердых частиц, то твердая фаза оседает на нижнюю стенку скважины, образуя наносы. Осевшие частицы могут перемещаться по поверхности наноса, если сила воздействия на частицу со стороны жидкости будет больше сил сопротивления движению частицы. Такой механизм перемещения частиц называется перемещением во взвешенном состоянии.
Среднее значение пульсационной скорости у стенок канала
,(3.27)
? - коэффициент гидравлических сопротивлений,
? - средняя скорость потока.
Принимая для турбулентного потока ? = 0.02 - 0.025 получим ? = 0.05 ?. Следовательно, турбулентный поток может транспортировать твердые частицы, скорость оседания которых не более 5-6% от скорости потока,
? > (18-20) ?ос(3.28)
Одна бурильная колонна в скважине практически всегда располагается экiентрично. Для выполнения условия ? > (18-20) ?ос в узкой части кольцевого пространства необходим расход
Q = (15-20) ?ос Sкп (е + 0,21е2)(3.29)
е - относительный экiентриситет бурильной колонны, когда бурильная колонна своими замками лежит на нижней стенке скважины.
е=(Дс-Дз)/(Дс-Дт),(3.30)
где Дс, Дз, Дт- соответственно диаметр скважины, наружные диаметры замков и бурильных труб, м.
е=(0.140-0.11)/(0.140-0.089)=0.382
?ос =0,3 м/с
? =5.4 м/с
Расчеты показывают, что транспортировать во взвешенном состоянии возможно частицы шлама размером не более 1-2мм. Более крупные частицы даже при турбулентном режиме течения будут оседать на нижнюю стенку скважины и могут перемещаться лишь во взвешенном состоянии.
Касательные напряжения на стенке канала, создаваемые потоком жидкости
(3.31)
где j - гидравлический уклон,
? - плотность жидкости, кг/м,
g - ускорение свободного падения, м/с,
R,D- соответственно гидравлический радиус и диаметр канала, м,
- градиент давления.
Сила сопротивления движению частиц
Fc = ?c S = (G - Fa) f,(3.32)
?c - касательное напряжение сопротивления, Па,
S - площадь проекции частицы на дно канала, м2,
S = 0.0057 м2
G - вес частицы, кг,
Fa - сила Архимеда,
f - коэффи