Применение средств автоматизации на буровых установках серии JZ на Кочевском месторождении. КУРСОВАЯ. Технология бурения вертикальной скважины глубиной 4220м на Самотлорское месторождении

• Название: Технология бурения вертикальной скважины глубиной 4220м на Самотлорское месторождении
• Анкор: Применение средств автоматизации на буровых установках серии JZ на Кочевском месторождении
• Дата: 20.02.2023
• Размер: 337.15 Kb.
• Имя файла: КУРСОВАЯ.docx
• Тип: Курсовой проект; #945847
• страница: 13 из 20

7.3.2 Из условия очистки забоя скважины

4. Расход, обеспечивающий требуемое давление струи на забой, Q₄, л/с:

, (7.5)

где е₀ – число промывочных отверстий долота;

f₀₁ – площадь одного отверстия, м²;

Р₃ –требуемое давление струи на забой, кгс/м²; Р₃=56 кг/см²=(5–6)∙10⁴ кгс/м²;

g – ускорение свободного падение, м/с²;

ρ – плотность бурового раствора, кг/м³;

φ – угол поворота отраженной струи (90º<φ<180º), можно принять φ=120º;

β₀ – угол наклона оси отверстия к вертикали, (можно принять
β₀ =45º);

λ₀ – коэффициент, учитывающий уменьшение давления на оси струи с увеличением расстояния от выхода из насадки (7.6),

, (7.6)

здесь а_с – коэффициент расширения струи (при отсутствии уточненных данных величина а_сдля ходовых типов насадок может быть принята равной 0,3–0,35; для насадок без скругления и для круглых долотных отверстий без насадок а_с=0,40,45);

m – отношение расстояния от выхода из насадок до забоя к диаметру выходного отверстия насадок (для разных диаметров долот принимается в пределах 8–15), можно принять 10.

4

Применяемое в интервале долото 161,0 SV313 S29 будем использовать с семью стандартными насадками с диаметром выходного отверстия d=12,7 мм.



Получим:



5. Расход, обеспечивающий достаточную подачу очистного агента на единицу площади забоя Q₃, л/с :

, (7.7)

где q – требуемый удельный расход, л/с∙см²;

F₃ – площадь забоя, см².

Опытом бурения установлено, что максимальный удельный расход раствора, превышение которого уже не ведет к заметному росту механической скорости проходки, при бурении всеми типами долот, кроме фрезерных и алмазных, составляет 0,057–0,065 л/с∙см².



Для обоснованного выбора потребного расхода очистного агента определяем величину Q,исходя из всех рассмотренных технологических условий Q₁, Q₂, Q₃, Q₄ и Q₅, и выявляем наибольшее значение Q_макс = Q₄ = 18 л/с. В конкретных проектируемых условиях бурение с расходом Q_макс не создает технических трудностей, кроме того, выполняются все рассмотренные технологические условия.

7.4 Потери давления (напора) в циркуляционной системе буровой установки.

В процессе бурения с ЗД при прокачке технологически необходимого расхода Q=31,2 л/с бурового раствора возникнут суммарные потери давления (напора) Р_, кгс/см², определяемые по формуле (7.8).

, (7.8)

где Р_М – потери напора при движении бурового раствора в наземных трубопроводах от насосной части до колонны бурильных труб, включая стояк в буровой, буровой шланг, а также вертлюг и ведущую трубу (в наружной обвязке буровой – манифольде);

Р_БТ – потери напора при движении бурового раствора в бурильных трубах и замковых соединениях (зависят от глубины скважины);

Р_к.п. – потери напора при движении бурового раствора в затрубном кольцевом пространстве скважины (зависят от глубины скважины);

Р_д – потери напора при движении бурового раствора через промывочные отверстия бурового долота;

Р_ЗД – потери напора в забойном двигателе.

Р_М, Р_д, Р_ЗД – не зависят от глубины скважины, а Р_БТ и Р_к.п. увеличиваются с глубиной скважины.

Р_ = 5,1 + 170 + 25,9 + 8,5 + 40  249 кгс/см² = 24,9 МПа.

1. Потери напора в манифольде Р_М, кгс/см² (7.9):

, (7.9)

где λ – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений при движении в трубах (=0,02);

Q – расход бурового раствора, л/с;

γ – удельный вес раствора, г/см³;

d – внутренний диаметр бурильных труб, см;

L_э – эквивалентная длина наземных трубопроводов, м, которую можно принять равной 200 м.



2. Потери напора в бурильных трубах и замковых соединениях при наличии в компоновке УБТ Р_б.т., кгс/см² (7.10):

, (7.10)

где L_БК – длина бурильной колонны (глубина скважины), м;

l_э – эквивалентная длина замковых соединений, м;

l – расстояние между замковыми соединениями (длина одного типоразмера труб), м, можно принять 11 м;

L_э.УБТ – эквивалентная длина УБТ, м (7.10):

, (7.10)

здесь d_УБТ,L_УБТ – внутренний диаметр и длина УБТ, мм и м, соответственно.



Тогда:



3. Потери напора в затрубном (кольцевом) пространстве скважины Р_к.п., кгс/см² (7.11):

, (7.11)

где L – длина бурильной колонны (глубина скважины), м;

d_н – наружный диаметр бурильных труб, см;

D_д – диаметр долота, см;

k_к – коэффициент кавернозности (уширения ствола скважины), k_к=1,1;

₁ – коэффициент гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в кольцевом (затрубном) пространстве (7.12),

(7.12)

здесь – число Рейнольдса для кольцевого пространства (7.13),



(7.13)

здесь – структурная вязкость, сП;



_ср – средняя объемная скорость при движении бурового раствора в кольцевом пространстве, см/с (7.14),

(7.14)



В итоге получим:



Потери давления от замковых соединений в кольцевом пространстве составляют небольшую величину, поэтому ими обычно пренебрегают.

4. Потери напора в долоте Р_д, кгс/см², зависят от конфигурации промывочных отверстий, от их количества и площади сечения, расхода бурового раствора (7.15):

(7.15)

где С – коэффициент, характеризующий потери напора в промывочных отверстиях долота, оснащенных гидромониторными насадками.



Коэффициент С можно вычислить по формуле (7.16):

(7.16)

где – коэффициент расхода;

– суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см²;



Средняя скорость v_д, м/с, истечения бурового раствора из долотных насадок (7.17):

(7.17)



5. Потери напора (перепад давления) в ВЗД Д-240 при бурении последнего интервала ствола скважины принимаем Р_ВЗД=40 кгс/см² (из его технической характеристики).