Варианты заданий

№ вариант задания	№ пункта таблицы исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12	13	14	15	16	24	25	29
37	3610	3700	970	1000	146,1	124,7	120,6	108	46	70	89	75	12	110	64,3	НЖ	1000	10

2. Конструкция скважины

Схема циркуляции промывочной жидкости в скважине при прямой промывке

1 – направление; 2 – кондуктор; 3 – обсадная колонна; 4 – бурильные трубы;

5 – соединительные элементы; 6 – УБТ (утяжеленные бурильные трубы);

7 – буровое долото; 8 – нисходящий поток; 9 – восходящий поток, обогащенный шламом;

H_ок – длина обсадной колонны; H_с – длина ствола скважины; D_с – диаметр скважины.

Условные схемы соединительных элементов

а) – ниппельное соединение бурильных труб;

б) – муфтовое соединение бурильных труб;

d_сэ, D_сэ – внутренний и наружный диаметры соединительных элементов;

d_бт, D_бт – внутренний и наружный диаметры бурильных труб;

D_с – диаметр скважины;

1 – круглый (в поперечном сечении) поток жидкости;

2 – кольцевой (в поперечном сечении) поток жидкости;

3 – области (зоны) вихрей.

3. Расчетная схема циркуляции жидкости

I – буровой насос;

II – манометр;

III – предохранительный клапан;

IV – емкость (зумпф);

V – фильтр с обратным клапаном (храпок);

VI – система очистки промывочной жидкости.

Магистраль разделена на 7 (i = 1,2,…7) участков движения жидкости.

i – номер участка движения. Участки i = 5-7 в поперечном сечении круглые, а участки i = 1-3 – кольцевые.

i = 1 – между обсадной и бурильной колоннами;

i = 2 – между стенками скважины и бурильной колонной;

i = 3 – между стенками скважины и УБТ;

i = 4 – на забое скважины и в буровом долоте;

i = 5 – внутри УБТ;

i = 6 – внутри бурильной колонны;

i = 7 – в устьевой обвязке (в подводящей линии от бурового насоса до колонны бурильных труб).

P_иi – избыточное давление при входе на i-ый участок движения.

P_н – давление, развиваемое насосом.

P₀ – атмосферное давление.

4. Длина вертикальной проекции убт

h_УБТ = H_УБТ ∙ (h_С – h_ОК) / (Н_С – Н_ОК), м

h_УБТ = 70 ∙ (3610 – 970) / (3700 – 1000) = 68,44 м

5. Геометрические характеристики участков движения промывочной жидкости

1. Геометрические характеристики поперечных сечений участков

V.1. Диаметр скважины

D_C = D_Д, м

D_C = 120,6 мм = 0,12 м

V.2. Площадь проекции забоя скважины на плоскость, перпендикулярную её оси

V.3. Площадь и эквивалентный диаметр поперечного сечения потока промывочной жидкости

Для круглого сечения геометрическим диаметром d:

В гладкой части магистрали, i = 5, 6, 7

f5=0,00166 м2 f6=0,00441 м2 f7=0,00785 м2

dэ5=dУБТ=0,046 м dэ6=dБТ=0,075 м dэ7=dП=0,1 м

Внутри соединительного элемента колонны БТ, i = 6

f₆^* = 0,0032 м²

Для кольцевого сечения, имеющего геометрические диаметры D и d:

В гладкой части магистрали, i = 1– 3

f1=0,0066 м2	dЭ1=(dОК-DБТ)=0,0387 м
f2=0,0052 м2	dЭ2=(DC-DБТ)=0,0316 м
f3=0,0023 м2	dЭ3=(DC-DУБТ)=0,0126 м

Снаружи соединительного элемента колонны БТ, i = 1, 2

f₁^* = π/4 ∙ (d_ОК² – D_СЭ²) = 0,0033 м²

f₂^* = π/4 ∙ (D_С² – D_СЭ²) = 0,0019 м²

1. Линейные геометрические характеристики участков

Длины участков движения:

= 1000 м

H₂ = H_C – H_ОК – H_УБТ = 2630 м

H₃ = H₅ = H_УБТ = 70 м

H₆ = H_С – H_УБТ = 3630 м

= 20 м

Вертикальные проекции участков движения:

= 970 м

h₂ = h_C – h_ОК – h_УБТ = 2571,56 м

h₃ = h₅ = h_УБТ = 68,44 м

h₆ = h_С – h_УБТ = 3541,56 м

6. Начальное напряжение сдвига ПЖ

Если ПЖ – техническая вода (ТВ), то τ₀ = 0,  = 1000 кг/м³.

7. Абсолютная вязкость промывочной жидкости

_{Если ПЖ – ТВ, то}

, Па ∙ с – эмпирическая формула Ж. Л. М. Пуазёйля.

= 0,00132 Па ∙ с

8. Средняя скорость движения потока промывочной жидкости на участке i=1

В соответствии с производственными данными можно принять:

V₁ = 0,3 – 0,5 м/с – при промывке скважины ГР;

V₁ = 0,5 – 0,7 м/с – при промывке скважины ТВ.

Принимаем V₁ = 0,6 м/с.

9. Объёмный расход промывочной жидкости

Для охлаждения долота и очистки забоя скважины от шлама

Q₁ = а · f_заб = 0,005 м³/с = 5 л/с,

а = 0,35 – 0,5 м/с при роторном и электробурении;

a = 0,5 – 0,7 м/с при бурении гидравлическими забойными электродвигателями.

Для выноса шлама на поверхность

Q₂ = V₁  f₁ = 0,00396 м³/с = 3,96 л/с.

Для охлаждения долота, очистки забоя и выноса шлама на поверхность

Q ≥ Q₃,

где Q – выбранное значение объёмного расхода.

Принимаем Q = 5 л/с = 0,005 м³/с.