Расчет необходимой подачи и потери давления в системе промывки при бурении эксплуатационной колонны в конце интервала бурения

Выбор диаметра долота для бурения по эксплуатационную колонну осуществляют

в зависимости от диаметра муфты используемых обсадных труб.

где D_Д - диаметр долота; Dм - диаметр муфты обсадной трубы; диаметральный

зазор между стенками скважины и муфтами обсадных труб.

Эксплуатационная колонна:

Принимаем

Подачу буровых насосов выбирают на основе требований, предъявляемых технологией промывки скважин. От подачи буровых насосов зависит эффективность роторного бурения и нормальная работа забойных двигателей. Для эффективной очистки скважины от шлама и для обеспечения рабочего режима забойных гидравлических двигателей скорость восходящего потока =0,4-0,5 (под техническую и эксплуатационную колонну).

Подача насоса (м3/с)зависимости от скорости потока жидкости , м/c:

Где -площадь затрубного пространства,м² :

( ²- ²),

-диаметр долота, м, -диаметр бурильных труб, м.

Подачу буровых насосов принято выражать в л/с (литры в секунду), 1 м³/с = 1000 л/с.

Расчет:

Вычисляем площадь затрубного пространства:

( ²- ²)=3.14/4*(0.2953²-0.140²)=0.785*(0,08720209-0,0196)=

=0.053 м²

Вычисляем подачу насоса:

=0.053*0.5=0.0265 м³/с=30 л/с

Давление на выходе бурового насоса зависит от потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений в манифольде, бурильной колонне, забойном двигателе, долоте и затрубном кольцевом пространстве. Гидравлические сопротивления подразделяют на линейные, обусловленные силами трения и местные, обусловленные изменением величины скорости и направления потока. Линейные гидравлические сопротивления возникают в бурильных трубах и кольцевом затрубном пространстве. Местные сопротивления – в замках бурильных труб, промывочных отверстиях долота, проточных каналах забойных двигателей, обратных клапанах и задвижках. Полная потеря давления определяется арифметической суммой линейных и местных потерь давления. Сумма потерь давления в манифольде, бурильных трубах, замках, УБТ, на забойном двигателе, на долоте, в кольцевом затрубном пространстве:

P =

Разностью статических давлений в практических расчетах пренебрегают.

В конце бурения технической колонны потери давления определяться как

P = +

Потери давления в манифольде =1÷2 МП

Значения линейных потерь давления на единицу длины для различных труб и кольцевого пространства приводятся в литературе [3].

Потеря давления в замках бурильных труб:

=0,3

Потеря давления на долоте (МПа) определяется выражением:

Расчет:

P = + ;

=2 МПа;

l_бт=L- =2200-233=1967 м;

d_{бт вн}=140-2*12=140-24=116 мм=0,116 м;

=λ*ρ = =1641608 Па=1,6 Мпа;

=0,3 =0.3*1,6=0,48 МПа;

d_убт=0,09 м;

l_убт=233 м;

= λ*ρ =0,02*1200* =0,7 Мпа;

= =0,001 МПа;

= λ*ρ = =

= =57532 Па=0,05 Мпа;

= λ*ρ =

= =49186 Па=0,05 Мпа

= λ*ρ =

= =2692 Па=0,002 Мпа

P = + =

=2+1,6+0,48+0,7+0,001+0,05+0,05+0,002=4,883 Мпа

Гидравлическая мощность буровых насосов (кВт) рассчитывается как

N=p*Q,

где p -суммарные потери давления, МПа; Q- подача бурового насоса, л/с.

N=4,883*30=146,49 кВт