за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

Коэффициенты л_кп рассчитываем по формуле (6.10):

за турбобуром

Найдем скорости течения жидкости на однородных участках кольцевого канала.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Найдем с_кр по формуле)

кг/м³

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле (6.5):

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБПВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д = 6,994 МПа < ДР_кр = 10,766 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 7,152 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 10,702 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле:

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

Построение графика давлений

Для построения графика распределения давления в циркуляционной системе определяем следующие величины:

1) гидростатическое давление на забое скважины (при отсутствии циркуляции) для двух случаев:

а) в скважине, заполненной промывочной жидкостью плотностью с, по формуле

Р_с = с · q · L=1150·9,81·1822=20,55МПа

где L - глубина забоя скважины, м;

б) в скважине, заполненной той же жидкостью, но содержащей частицы выбуренной породы плотностью с_ш,

P_c^' = ц·с·q·L+(1-ц)·с_ш·q·L= 0,999·1150·9,81·1822+(1-0,999)·2350·9,81·1822 =20,57 МПа

Построим график распределения давления в циркуляционной системе .

1. Слева изобразим геометрию кольцевого канала и компоновку бурильного инструмента с соблюдением вертикального масштаба.

2. Проводим горизонтальные линии через точки соединения различных элементов бурильной колонны:

1-1 - соединение ТБПК с УБТ-165;

2-2 - соединении УБТ-165 с УБТ-178

3-3 - соединение УБТ-178 с турбобуром (забойным двигателем) либо УБТ-178 с долотом

4-4 - соединение турбобура (забойного двигателя) с долотом - забой скважины.

3. Откладываем значения Р_с и Р_сґ по горизонтали 4-4, получим точки d и dґ.

4. Соединив точки d и dґ с началом координат, получим линии изменения гидростатического давления в затрубном пространстве. В пересечении линии Odґ с горизонталями 1-1, 2-2 и 3-3 получим точки а, в и с.

5. От а, в, с и d по горизонталям вправо откладываем значения суммарных гидродинамических потерь давления получаем точки аґ, вґ, сґ и dґ.

При этом длина отрезков равна:

аа'=Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК

вв'= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146

сс'= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146+ Дp_кп^УБТ-178

d'd”= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146+ Дp_кп^УБТ-178 +Дp_кп^{турбобур}

6. Соединив точки О, аґ, вґ, сґ и dЅ построим кривую изменения гидродинамического давления в затрубном пространстве при циркуляции.

7. Из точки dЅ восстанавливаем вертикаль до пересечения с осью давлений. Получаем точку, соответствующую величине забойного давления при бурении скважины Р_з.nnґ

8. Через точку dЅ проводим прямую, Оd. В пересечении с горизонталями получим точки k, m, n и точку s в пересечении с осью давлений.

9. Отложив по горизонтали от точки dЅ отрезок, соответствующей перепаду давления в долоте, получаем точку е. При этом длина d”e=Дp_Тб.

10. Длина отрезка kkґ равна сумме перепадов давления в долоте ?Р_д и турбобуре ?Р_тб.

11. длины отрезков mmґ, nnґ, ssґ определяем по формуле:

mm'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178

nn'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178+ Дp_кп^УБТ-146

ss'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178+ Дp_кп^УБТ-146 +Дp_мт^ТБПК

Р = ?Р_д + ?Р_тб + У(?Р_тi),

где У(?Р_тi) - суммарное гидродинамические потери давления внутри i-й секции бурильной колонны.

12. Вправо от точки sґ откладываем отрезок, равный потерям давления в наземной обвязке ?Р_о. Получаем точку, соответствующую давлению в насосе Р_н.

13. Соединив точки е, kґ, mґ, nґ, sґ, Р_н получаем график изменения давления от забоя скважины до насоса.

1 - Долото; 2 - УБТ; 3 - ТБПВ-127; 4 - кондуктор; 5 - слабый пласт.

2)Интервал 60-360м-для ГЗД

Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. скорости механического бурения:

и в п. расхода Q = 0,047м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

Коэффициенты л_кп рассчитываем по формуле:

за турбобуром

Найдем скорости течения жидкости на однородных участках кольцевого канала.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле (6.12):

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле (6.4):

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле (6.5):

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБПВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =5,917 МПа < ДР_кр = 11,923 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 5,917 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 9,467 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

3)Интервал 360-600м-для ГЗД

Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. 7.5 скорости механического бурения:

и в п. 7.3 расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле (6.6): между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБВК до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБКВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле (6.22) при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =4,371 МПа < ДР_кр = 8,669 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 4,371 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 7,921 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

4)Интервал 600-833 м-для ГЗД

Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. 7.5 скорости механического бурения:

и в п. 7.3 расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле (6.4) для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБВК до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБКВ и УБТ по формуле (6.7):

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле (6.22) при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =4,371 МПа < ДР_кр = 18,669 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 4,371 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 7,921 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

5)Интервал 833-1154м-для ГЗД

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. скорости механического бурения:

и в п. расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле (6.6): между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБПВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =1,658 МПа < ДР_кр = 11,342 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 1,658 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 5,208 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

6)Интервал 1154-1308м-для ГЗД

Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. скорости механического бурения:

и в п. расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле (6.12):

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБВК

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле (6.5):

В ТБВК

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБКВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =4,371 МПа < ДР_кр = 8,669 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 4,371 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 7,921 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле:

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

7)Интервал 1308-1560м-для ГЗД

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. 7.5 скорости механического бурения:

и в п. расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБВК

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле (6.4):

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле (6.5):

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБКВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле (6.18), предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле (6.3):

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле (6.22) при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =1,658 МПа < ДР_кр = 11,342 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 1,658 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 5,208 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле (6.24):

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

8)Интервал 1560-1700м-для ГЗД

Произведем вторую проверку подачи промывочной жидкости.

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. 7.5 скорости механического бурения:

и в п. 7.3 расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБВК

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБПК и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =4,371 МПа < ДР_кр = 8,669 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 4,371 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 7,921 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле:

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

9)Интервал 1700-1822м-для ГЗД

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв наиболее слабого из пластов, слагающих разбуриваемый материал по формуле.

Для этого необходимо предварительно вычислить параметры ц и ?_(Ркп). Значение ц рассчитаем по формуле с помощью найденных в п. скорости механического бурения:

и в п. расхода Q = 0,038м³/с:

т.е. содержание шлама в потоке (1-ц) = 0 т.к. скорость мала.

Для определения величины ?(Ркп) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до глубины залегания подошвы слабого пласта. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Rе кр , при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

за турбобуром

За УБТ-178

За ТБПВ

Определим действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле: между ТБПВ и необсаженным стволом, диаметр которого примем равным внутреннему диаметру последней обсадной колонны d_с = 0,22 м:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

За турбобуром

за УБТ-178

за ТБПВ-127

Число Сен-Венана равно:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Находим значения в по формулам:

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства на участке за ТБПВ до глубины слабого пласта по формуле:

За ГЗД

МПа

За УБТ-178

МПа

За ТБПВ

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в кольцевом пространстве определяем по формуле. Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ?_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Вычисляем потери давления внутри бурильной колонны. Для этого определяем критические числа Рейнольдса по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Находим действительные числа Рейнольдса жидкости в бурильных трубах и УБТ, составляющих бурильную колонну, по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Так как Re_т > Re_кр, то в колонне везде течение турбулентное.

Вычисляем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле:

В ТБПВ

В УБТ-178

Рассчитаем потери давления внутри ТБКВ и УБТ по формуле:

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле:

МПа

Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле, предварительно найдя из табл. 6.1. значения коэффициентов:

МПа

Вычислим сумму потерь давления во всех элементах циркуляционной системы, за исключением потерь давления в долоте по формуле:

Рассчитываем резерв давления ?Р_р для потерь в долоте по формуле при в = 0,8:

МПа

Определим возможность использования гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле при м = 0,95:

м/с

Так как х_д > 80 м/с и перепад давления ДР_д =1,658 МПа < ДР_кр = 11,342 МПа, то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Приняв х_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле:

МПа

тогда расчетное рабочее давление в насосе составит

Р_н = 1,658 ? 10⁶ + 3,55•10⁶ = 5,208 МПа

Находим площадь промывочных отверстий долота по формуле:

Ш = м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле:

м

Построение графика давлений

Для построения графика распределения давления в циркуляционной системе определяем следующие величины:

1) гидростатическое давление на забое скважины (при отсутствии циркуляции) для двух случаев:

а) в скважине, заполненной промывочной жидкостью плотностью с, по формуле

Р_с = с · q · L=1150·9,81·1822=20,55МПа

где L - глубина забоя скважины, м;

б) в скважине, заполненной той же жидкостью, но содержащей частицы выбуренной породы плотностью с_ш,

P_c^' = ц·с·q·L+(1-ц)·с_ш·q·L= 0,999·1150·9,81·1822+(1-0,999)·2350·9,81·1822 =20,57 МПа

Построим график распределения давления в циркуляционной системе Слева изобразим геометрию кольцевого канала и компоновку бурильного инструмента с соблюдением вертикального масштаба.

1. Проводим горизонтальные линии через точки соединения различных элементов бурильной колонны:

1-1 - соединение ТБПК с УБТ-165;

2-2 - соединении УБТ-165 с УБТ-178

3-3 - соединение УБТ-178 с турбобуром (забойным двигателем) либо УБТ-178 с долотом

4-4 - соединение турбобура (забойного двигателя) с долотом - забой скважины.

3. Откладываем значения Р_с и Р_сґ по горизонтали 4-4, получим точки d и dґ.

4. Соединив точки d и dґ с началом координат, получим линии изменения гидростатического давления в затрубном пространстве. В пересечении линии Odґ с горизонталями 1-1, 2-2 и 3-3 получим точки а, в и с.

5. От а, в, с и d по горизонталям вправо откладываем значения суммарных гидродинамических потерь давления получаем точки аґ, вґ, сґ и dґ.

При этом длина отрезков равна:

аа'=Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК

вв'= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146

сс'= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146+ Дp_кп^УБТ-178

d'd”= Дp_кп^ТБПК+ Дp_мк^ТБПК+ Дp_кп^УБТ-146+ Дp_кп^УБТ-178 +Дp_кп^{турбобур}

6. Соединив точки О, аґ, вґ, сґ и dЅ построим кривую изменения гидродинамического давления в затрубном пространстве при циркуляции.

7. Из точки dЅ восстанавливаем вертикаль до пересечения с осью давлений. Получаем точку, соответствующую величине забойного давления при бурении скважины Р_з.nnґ

8. Через точку dЅ проводим прямую, Оd. В пересечении с горизонталями получим точки k, m, n и точку s в пересечении с осью давлений.

9. Отложив по горизонтали от точки dЅ отрезок, соответствующей перепаду давления в долоте, получаем точку е. При этом длина d”e=Дp_Тб.

10. Длина отрезка kkґ равна сумме перепадов давления в долоте ?Р_д и турбобуре ?Р_тб.

11. длины отрезков mmґ, nnґ, ssґ определяем по формуле:

mm'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178

nn'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178+ Дp_кп^УБТ-146

ss'= Дp_д+ Дp_тб+ Дp_т^УБТ-178+ Дp_кп^УБТ-146 +Дp_мт^ТБПК

Р = ?Р_д + ?Р_тб + У(?Р_тi),

где У(?Р_тi) - суммарное гидродинамические потери давления внутри i-й секции бурильной колонны.

12. Вправо от точки sґ откладываем отрезок, равный потерям давления в наземной обвязке ?Р_о. Получаем точку, соответствующую давлению в насосе Р_н.

13. Соединив точки е, kґ, mґ, nґ, sґ, Р_н получаем график изменения давления от забоя скважины до насоса.

1 - Долото; 2 - УБТ; 3 - ТБПВ-127; 4 - кондуктор; 5 - слабый пласт.

Расчет профиля скважины №921-Р ( типа Б)

1. Данные для расчета профиля:

2. Вертикальная проекция ствола скважины Н₀=1822м;

3. Отклонение забоя скважины от вертикали А=75.5м;

4. Интенсивность падения кривизны i₂=2,5⁰ на 100м ствола скважины;

5. Конечный зенитный угол б_к=10,9⁰;

6. Интенсивность набора зенитного угла i₁=14⁰ на 100м. ствола скважины.

Решение:

1. Определим необходимый максимальный зенитный угол для получения проектного профиля ствола скважины:

2. вычисляем вертикальную проекцию не вертикальной части ствола скважины:

3. найдем длину верхнего вертикального участка ствола скважины:

4. рассчитаем длину участка набора кривизны:

5. Найдем горизонтальную проекцию участка набора зенитного угла:

6. Определим вертикальную проекцию участка набора кривизны:

7. рассчитаем радиус искривления ствола скважины на участке снижения зенитного угла:

8. Найдем длину участка снижения зенитного угла:

9. рассчитаем горизонтальную проекцию участка падения кривизны:

10. Вычисляем вертикальную проекцию участка падения кривизны:

11. определим общую длину ствола скважины:

12. найдем удлинение ствола скважины за счет скважины:

Произведем построение профиля ствола наклонно-направленной скважины. Откладываем на вертикальной линии отрезки АВ=Н₀=1759 м.; ВС=Н_в=240 м.;

Полученная ломанная линия АСЕF будет представлять собой профиль наклонно-направленной скважины 2-го типа Б:

Литература

1. Н.Е. Зозуля. Курсовое проектирование по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых скважин». - Альметьевск: АГНИ, 2003

2. Н.Е. Зозуля, Р.Х. Фаткуллин, Н.В. Соловьева. Заканчивание скважин строительством. - Альметьевск: АГНИ, 2003-124с.

3. Зозуля Н.Е. Курсовое проектирование по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых скважин»: Учебно-методическое пособие. - Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2003. - 240 с.

4. Зозуля Н.Е., Соловьева Н.В. Режим бурения: Учебное пособие по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых скважин» для студентов, обучающихся по специальности 130504.65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» / Под редакцией профессора Зозули В.П. - Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2005. - 136с.

5. Спивак А. И., Попов А.Н., Акбулатов Т.О. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов.- М.:ООО «Недра-Бизнесцентр»,2003.-510 с.

Размещено на Allbest.ru

...