Архив рубрики: ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В БУРЕНИИ

МЕСТНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ В ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Местные гидравлические сопротивления создают элементы циркуля­ционной системы с переменной формой и размерами каналов, в которых изменяются скорости потока, образуются крупные вихри и возвратные те­чения. Такими элементами являются: ведущая труба, вертлюг, буровой ру­кав, стояк, замковые соединения, муфты, переводники, долота, центраторы, расширители и т.д.

Как показывают опыты, перепад давления Ар в этих элементах можно определять независимо от его относительной длины по формуле

∆ð = αρQ2,                                                                                               (9.25)

где а — коэффициент гидравлических сопротивлений, который для каждо­го элемента в первом приближении можно принять постоянным. Наиболь­шее значение коэффициент а имеет в забойных Читать далее

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ ВЫБУРЕННОЙ ПОРОДЫ В БУРОВЫХ РАСТВОРАХ

Согласно механическому принципу относительности, широко практи­куемому при проектировании гидротранспорта с использованием ньюто­новских жидкостей и газообразных агентов, транспортирующая способ­ность бурового раствора зависит от скорости осаждения взвешенных частиц.

В общем случае при равномерном падении частицы в жидкой изо­тропной покоящейся среде скорость падения (м/с) определяется по форму­ле Риттингера:

2,                                                                                         (9.1)

где d0 — характерный размер (в случае шарообразной частицы — диа­метр), м; рч
— плотность частицы, кг/м3; р — плотность жидкости, кг/м3; дускорение силы тяжести, м/с2, С{ — коэффициент сопротивления об­теканию частиц.

Согласно формуле (9.1), скорость осаждения частиц в любой жидкости зависит от коэффициента сопротивления обтеканию С/. Величина Сл в свою очередь, находится в сложной взаимосвязи с критерием Рейнольдса

(Re), включающим искомую скорость.

В связи с отсутствием методики определения скорости осаждения взвешенных частиц в неньютоновских Читать далее

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ШЛАМА НА ПОВЕРХНОСТЬ

Анализ современного состояния проблемы очистки ствола бурящейся скважины от выбуренной породы показывает, что нет единого мнения о влиянии режимов течения, показателей свойств бурового раствора, про­должительности промывки и частоты вращения бурильных труб на транс­портирующую способность потока бурового раствора. Заключения о влия­нии реологических показателей на выносную способность буровых раство­ров противоречивы, а механический принцип относительности, широко используемый для расчета скорости восходящего потока ньютоновских жидкостей, в случае применения буровых растворов нуждается в экспери­ментальной проверке. Кроме того, не ясен вопрос о выборе расчетного диаметра частиц выбуренной породы, предназначенных к гидротранспорту по стволу скважины.

Таким образом, из-за отсутствия научно обоснованных рекомендаций по выбору основных параметров промывки, обеспечивающих совершенную очистку ствола скважины, и недостатка формализованных представлений о процессах гидротранспорта шлама составление важнейших ограничений гидравлических программ в настоящее время затруднено, что не позволяет использовать потенциальные резервы повышения эффективности бурового процесса в результате интенсификации гидротранспорта выбуренной по­роды по стволу бурящейся скважины.

Статистический анализ исследованных проб бурового шлама позволяет ориентировочно вычислить содержание частиц в буровом растворе.

Диаметр частиц, мм……………..       > 1,5-г-2,2         > 3,СМ-4,5        > 6V7

Содержание ÷àñòèö, %…………       78-82            50                  5-10

Максимально возможный размер шлама достигает 14—15 мм.

Очевидно, что при расчетах процесса гидротранспорта следует ориен­тироваться на шлам либо наибольшего размера, либо наибольшего объема. Так, представляется рациональным для предотвращения зашламления ство­ла скважины принять меры для удаления частиц размером более 1,5 — 2 мм, а при внезапных остановках циркуляции предотвратить осаждение наибо­лее крупных частиц. Однако при сальникообразовании, по-видимому, сле­дует рассматривать возможности удаления или предотвращения образова-

ния более мелких частиц, составляющих 20 — 30 % общей массы шлама, об­разовавшегося при бурении. Для уточнения этих вопросов необходимы четкие представления о транспортирующей способности буровых раство­ров.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЖИДКОСТЕЙ

Основным предметом изучения гидромеханики является жидкость — агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого (сохра­нение объема, определенная прочность на разрыв и др.) и газообразного (изменчивость формы, подвижность и др.) состояний. Все жидкости спо­собны в той или иной мере изменять свой объем под действием сжимаю­щих усилий, т.е. обладают сжимаемостью. Это свойство характеризуется коэффициентом сжимаемости

−ð         V dp

где V — объем жидкости; рдавление.

Объем жидкостей изменяется и вследствие температурных воздейст­вий. Это свойство жидкостей характеризуется коэффициентом теплового расширения

где Ттемпература.

Коэффициенты сжимаемости и теплового расширения обычно прини­мают постоянными, так как для давлений и температур, представляющих интерес для практики бурения, их изменение незначительное. Читать далее