2) Общие потери давления при циркуляции определяются как сумма потерь в отдельных элементах циркуляционной системы по формуле:

(2.12)

где k - коэффициент запаса на случай преодоления дополнительных сопротивлений в осложнённых условиях бурения; k = 1,3-1,5;

– потери давления в бурильных трубах, МПа;

– потери давления в кольцевом пространстве бурильных труб, МПа;

– потери давления в УБТ, МПа;

– потери давления в промывочных отверстиях долота, МПа;

– потери давления в поверхностной обвязке буровой установки, МПа.

а) Вычисли потери давления в бурильных и утяжеленных трубах.

Потери давления в бурильных трубах определяются по формуле:

,

(2.13)

где коэффициент гидравлического сопротивления, который определяется в зависимости от режима течения промывочной жидкости, где режим течения оценивается через критерий Рейнольдса, который в свою очередь определяется по формуле:

,

(2.14)

где – средняя скорость течения жидкости в бурильных трубах, м/с.

Средняя скорость течения жидкости в бурильных трубах определяется по формуле:

,

(2.15)

где – структурная вязкость раствора, Н с/м²; = 0,01 Н с/м²;

– динамическое напряжение сдвига, Н/м²; - 10 Н/м²;

– плотность бурового раствора, кг/м³; - 1160 кг/м³;

– длина бурильных труб, м; - 2920 м;

– внутренний диаметр колонны бурильных труб, м; = 0,113 м.

Согласно формуле (2.15) средняя скорость течения жидкости в бурильных трубах равна:

м/с,

Рассчитаем число Рейнольдса по формуле (2.14):

При Re > Re_кр = 2300 режим течения считается турбулентным, а при Re < Re_кр = 2300 − ламинарным.Так как Re > 2300, то поток турбулентный.

При турбулентном течении коэффициент гидравлического сопротивления труб определяется по формуле:

, (2.16) Согласно формуле (2.16) коэффициент гидравлического сопротивления труб равен:

Потери давления в бурильных трубах составят согласно формуле (2.13):

Потери давления в УБТ определяются по методу эквивалентных длин. Эквивалентная длина рассчитывается по формуле:

, (2.17)

где - длина УБТ, м; l_УБТ = 146 м;

- внутренний диаметр бурильных труб, м; d = 0,113 м;

- внутренний диаметр УБТ, м; d_УБТ = 0,072 м.

Согласно формуле (2.17) эквивалентная длина равна:

Потери давления в УБТ рассчитываются по формуле:

(2.18)

Согласно формуле (2.18) потери давления в УБТ равны:

б) Вычислим потери давления в кольцевом пространстве.

Определим режим течения бурового раствора в кольцевом пространстве. Для этого вычислим число Рейнольдса по формуле:

,

(2.19)

где - средняя скорость течения жидкости по кольцевому пространству бурильных (утяжеленных) труб, м/с определяется по формуле:

(2.10)

где d_с - диаметр скважины, м; d_д = 0,171 м;

d_тр(УБТ) - наружный диаметр бурильных (утяжеленных) труб; d_тр= 0,127 м, =127 мм.

Согласно формуле (2.20) средняя скорость течения жидкости по кольцевому пространству равна:

м/с;

Согласно формуле (2.19) режим течения бурового раствора в кольцевом пространстве равен:

;

Так как Re < 2300, то режимы течения ламинарные.

Определим потери давления в кольцевом пространстве по формуле:

(2.21)

где - коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства определяется по формуле (2.22)

(2.22)

Согласно формуле (2.22) коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства равен:

Согласно формуле (2.21) потери давления в кольцевом пространстве равны:

в) Потери давления в поверхностной обвязке буровой установки определяются по формуле:

,

(2.23)

где

Согласно формуле (2.23) потери давления в поверхностной обвязке буровой установки равны:

г) Определим потери давления в промывочных отверстиях долота по формуле:

(2.24)

где F – суммарная площадь отверстий в долоте, м²; F = 9,8·10^-4 м²;

Согласно формуле (2.24) потери давления в промывочных отверстиях долота равны:

Суммарные потери давления составляют:

Р = 1,3 ∙ (1,5 + 1,17 + 0,7 + 0,55 + 0,14) = 5,28 МПа.

Потери давления не превышают предельно допустимое давление на выходе из насоса УНБ-600 с диаметром втулок 130 мм, которое составляет 25,0 МПа.