- •Министерство образования и науки Российской Федерации фгбоу во «российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе» (мгри-рггру)
- •Курсовой проект по циркуляционным процессам
- •Москва, 2017 г. Задание
- •Варианты заданий
- •Геометрические характеристики поперечных сечений участков
- •Линейные геометрические характеристики участков
- •Конструкция скважины
- •Условные схемы соединительных элементов
- •Расчетная схема циркуляции жидкости
- •Длина вертикальной проекции убт
- •Геометрические характеристики участков движения промывочной жидкости
- •Начальное напряжение сдвига пж
- •Абсолютная вязкость промывочной жидкости (пж)
- •Объёмный расход промывочной жидкости
- •Коэффициент линейных сопротивлений на всех участках
- •Линейная потеря давления на всех участках
- •Коэффициент местных сопротивлений движению пж снаружи и внутри сэ на всех участках
- •Действительная массовая скорость фильтрации пф при входе в скважину
- •Давление пф на подошве подземного коллектора при входе в скважину
- •Литература
Коэффициент линейных сопротивлений на всех участках
Для участков i = 1 – 3, 5 – 7:
Если режим течения промывочной жидкости на участке турбулентный, то
–
полуэмпирическая формула А.Д. Альтшуля.
Если режим течения промывочной жидкости на участке ламинарный или структурный, то
λi = a ∙ (1 + Seni / 6) / Rei ,
где a = 64 для круглых сечений;
a = 96 для кольцевых сечений.
Для участка i = 4:
λi = 0.
Линейная потеря давления на всех участках
= … ∙ 105,
Па –
формула Дарси – Вейсбаха.
Коэффициент местных сопротивлений движению пж снаружи и внутри сэ на всех участках
–
эмпирическая формула Б.С. Филатова.
Для участков i = 1, 2, 6:
- при DСЭ = DБТ, dСЭ < dБТ (ниппельное соединение БТ) b = 1,5;
- при DСЭ > DБТ, dСЭ < dБТ (муфтовое соединение БТ) b = 2;
- при DСЭ = DБТ, dСЭ = dБТ (соединение БТ «труба в трубу» или непрерывная колонна БТ без СЭ (колтюбинг)) ξi = 0.
Для участков i = 3, 4, 5, 7: ξi = 0.
Местная потеря давления в соединительном элементе на всех участках
=
… ∙ 105,
Па –
формула Вейсбаха.
Потеря давления на трение в промывочной жидкости на всех участках
На участках i = 1 – 3; 5 – 7:
=
… ∙ 105,
Па.
На участке i = 4: потеря давления на трение ПЖ в буровом долоте PД
Pтрi = PД = ρ ∙ VC2/ (2 ∙ μн2) = … ∙ 105, Па,
где μн – коэффициент расхода при истечении ПЖ из долота (гидромониторных насадков долота), μн = 0,7 – 0,95.
Механическое давление, расходуемое на подъем шлама на всех участках
Pмехi = (ρсмi – ρ) ∙ g ∙ hi = … ∙ 105, Па.
Избыточное давление при входе на все участки
= … ∙ 105 Па
= … МПа;
= … ∙ 105 Па
= … МПа;
=
… ∙ 105 Па = … МПа;
Pи4 = Pи3 + Pтр4 = … ∙ 105 Па = … МПа;
=
… ∙ 105 Па = … МПа;
=
… ∙ 105 Па = … МПа;
=
… ∙ 105 Па = … МПа.
Диаграммы избыточного давления и скорости промывочной жидкости (в вертикальном масштабе)
Р
иi
, МПа
0 1 2 3 4 5 6 7 i
Vi,
м/с
0 1 2 3 4 5 6 7 i
Давление, развиваемое насосом
= … ∙ 105 Па
= … МПа,
Мощность потока жидкости
N = PН ∙ Q = … ∙ 103 Вт = … кВт.
Мощность насоса
NН = N / η = … ∙ 103 Вт = … кВт.
Мощность двигателя насоса
NДВ = NН / ηп = … ∙ 103 Вт = … кВт.
По рассчитанным значениям Q (л/c), Рн (МПа) и Nдв (кВт) производится выбор насоса и сменных втулок насоса.
Статический напор жидкого подземного флюида (ПФ) в скважине на подошве коллектора до откачки
Hо = hс - hо, м
Глубина динамического уровня ПФ в скважине
h = hо + S, м
Динамический напор ПФ в скважине на подошве коллектора в процессе откачки
Hд = hс - h, м
Пластовое давление
Pпл = ρпф ∙ g ∙ Hо = … ∙ 105 Па = … МПа
Давление жидкого ПФ в скважине на подошве подземного коллектора (ПК)
Pс = ρпф ∙ g ∙ Hд = … ∙ 105 Па = … МПа
Радиус влияния откачки (радиус депрессионной воронки, радиус контура питания скважины, радиус влияния скважины)
Rо = 3000 ∙ S ∙ κф0,5, м –
– эмпирическая формула В. Зихардта.
Радиус скважины
rс = Dс / 2 = … мм = … м
Коэффициент проницаемости пород подземного коллектора
κп = κф ∙ μопф / (ρпф ∙ g) = … м2 = … мкм2 = … Д = … мД
Объёмный расход ПФ (объёмный дебит скважины)
Qпф = 2 ∙ π ∙ κп ∙ Нк ∙ (Pпл - Pс) / (μопф ∙ ln (Rо/rс)) = … м3/с = … м3/мин =
= … м3/ч = … м3/сут –
– формула А.Ж.-Э.Ж. Дюпюи для стационарной плоскорадиальной фильтрации жидкого напорного подземного флюида (НПФ) к вертикальной скважине.
Массовый расход ПФ (массовый дебит скважины)
Мпф = ρпф ∙ Qпф, кг/с
Удельный расход ПФ (удельный объёмный дебит скважины)
qпф = Qпф / S, м2/с
Коэффициент продуктивности скважины
κпр = Мпф / (Pпл - Pс), кг/(Па ∙ с)
Значение вертикальной координаты кривой депрессии при r = rс
z(r) = Hд + Qпф ∙ μопф ∙ ln (r / rс) / (2 ∙ π ∙ κп ∙ ρпф ∙ g ∙ Нк), м
Площадь поперечного сечения коллектора на границе со стволом скважиноы (r = rс)
f(r) = 2 ∙ π ∙ r ∙ Нк, м2
Скорость фильтрации ПФ при входе в скважину (r = rс)
υпф(r) = Qпф / f(r), м/с
Действительная скорость фильтрации ПФ при входе в скважину (r = rс)
υпфд(r) = υпф(r) / П, м/с
Массовая скорость фильтрации ПФ при входе в скважину (r = rс)
ρпф ∙ υпф(r) = Мпф / f(r), кг/(с ∙ м2)
