Проект технологии бурения разведочной скважины глубиной 1822м на Кристаллический горизонт Елгин (стр. 10 из 17)

За ГЗД

За УБТ-178

За ТБПВ

Таким образом, в кольцевом канале режим течения ламинарный.

Коэффициенты λ_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 β по формулам (6.15):

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 (6.16). Согласно табл. 5.7 d_м = 0,127м. Примем ℓ_т = 12 м.

м/с

МПа

Суммируя значения Р, получим

МПа

Найдем ρ_кр по формуле (6.1)

кг/м³

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 (6.9):

В ТБПВ

В УБТ-178

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

В ТБПВ

МПа

В УБТ-178

МПа

Местные потери от замков ЗП-127 в колонне определяем по формуле (6.17):

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 (6.21) при в = 0,8:

МПа

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

м/с

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

Приняв υ_д = 80 м/с, найдем перепад давления в долоте по формуле (5,10):

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 (6.24):

Ø =

м²

В долоте устанавливаем три насадки. Их внутренний диаметр определяем по формуле (6.25):

м

9.4 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 ρ, по формуле

Р_с = ρ · 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 ρ_ш,

P_c^' = φ·ρ·q·L+(1-φ)·ρ_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_с΄ по горизонтали 4-4, получим точки d и d΄.

4. Соединив точки d и d΄ с началом координат, получим линии изменения гидростатического давления в затрубном пространстве. В пересечении линии Od΄ 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 а΄, в΄, с΄ и d΄.

При этом длина отрезков равна:

аа’=Δp_кп^ТБПК+ Δp_мк^ТБПК

вв’= Δp_кп^ТБПК+ Δp_мк^ТБПК+ Δp_кп^УБТ-146

сс’= Δp_кп^ТБПК+ Δp_мк^ТБПК+ Δp_кп^УБТ-146+ Δp_кп^УБТ-178

d’d”= Δp_кп^ТБПК+ Δp_мк^ТБПК+ Δp_кп^УБТ-146+ Δp_кп^УБТ-178 +Δp_кп^{турбобур}

6. Соединив точки О, а΄, в΄, с΄ и d˝ построим кривую изменения гидродинамического давления в затрубном пространстве при циркуляции.

7. Из точки d˝ восстанавливаем вертикаль до пересечения с осью давлений. Получаем точку, соответствующую величине забойного давления при бурении скважины Р_з.nn΄

8. Через точку d˝ 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 d˝ отрезок, соответствующей перепаду давления в долоте, получаем точку е. При этом длина d”e=Δp_Тб.

10. Длина отрезка kk΄ равна сумме перепадов давления в долоте ∆Р_д и турбобуре ∆Р_тб.

11. длины отрезков mm΄, nn΄, ss΄ определяем по формуле:

mm’= Δp_д+ Δp_тб+ Δp_т^УБТ-178

nn’= Δp_д+ Δp_тб+ Δp_т^УБТ-178+ Δp_кп^УБТ-146

ss’= Δp_д+ Δp_тб+ Δp_т^УБТ-178+ Δp_кп^УБТ-146 +Δp_мт^ТБПК

Р = ∆Р_д + ∆Р_тб + Σ(∆Р_тi),

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

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

13. Соединив точки е, k΄, m΄, n΄, s΄, 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 (6.1).