Расчёт необходимого расхода бурового раствора
Расход бурового раствора должен обеспечить:
эффективную очистку забоя скважины от шлама;
транспортирование шлама на поверхность без аккумуляции его в кольцевом пространстве между бурильными трубами и стенками скважины;
устойчивую работу забойного двигателя;
предотвращение гидроразрыва горных пород;
обеспечение гидромониторного эффекта;
предотвращение размыва стенки скважины и т.д.
Расчет расхода промывочной жидкости для эффективной очистки забоя скважины осуществляется по формуле [20]
Q1=К· SЗАБ, (2.73)
где К - коэффициент удельного расхода жидкости принимается равным 0,55 м3/сек на 1 м2 забоя;
SЗАБ - площадь забоя м2, определяется по формуле
SЗАБ =0,785·ДД2 (2.74)
При бурении под направление долотом диаметром 0,3937 м по формуле (2.73)
Q1=0,55·0,785·0,39372 =0,067 м3/с.
При бурении под кондуктор долотом диаметром 0,2699 м по формуле (2.73)
Q=0,55·0,785·0,26992 =0,031 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну долотом диаметром 0,1905 м по формуле (2.73)
Q1=0,55·0,785·0,19052 =0,016 м3/с.
Расход раствора Q2 при котором обеспечивается вынос шлама на поверхность определяется по формуле [20]
м3/с, (2.75)
где Vкр - критическая скорость проскальзывания шлама относительно раствора, м/с;
VМ - механическая скорость бурения, м/с;
сп - плотность разбуриваемой породы, г/см3;
ср - плотность бурового раствора, г/см3;
ссм - плотность раствора со шламом, г/см3;
Smax - максимальная площадь кольцевого пространства, м2.
м2, (2.76)
где dбт - минимальный диаметр бурильных труб запроектированной компоновки, м.
, (2.77)
где КК - коэффициент каверзности.
При бурении под кондуктор долотом диаметром 0,2699 м, по формуле
Q=1,2·0,785·(0,26992 - 0,1292) =0,053 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну долотом диаметром 0,1905 м, по формуле
Q=1,1·0,785·(0,19052 - 0,1292) =0,017 м3/с.
Расчет расхода промывочной жидкости, исходя из условия создания гидромониторного эффекта, рассчитывается по формуле [20]
Q=Fн·0,75, (2.78)
где Fн - площадь поперечного сечения насадок, м2; определяется по формуле
Fн = (р·dН/4)·m м2, (2.79)
где dН - диаметр насадок, м;
m - число насадок, m=3.
При бурении под кондуктор долотом 269,9 М-ГН, имеющем dН = =0,015 м по формуле:
Q=(3,14·0,015/4)·3·0,75=0,033 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну долотом БИТ 190,5 ВТ 613 Н имеющими dН =0,01 м по формуле:
Q=(3,14·0,01/4)·3·0,75=0,018 м3/с.
Расчет расхода промывочной жидкости, обеспечивающий вынос шлама ведется по формуле [20]
Q= VКР·SMAX+(SЗАБ ·VMЕХ·(jП -jЖ))/(jСМ - jЖ) м3/с, (2.80)
где VКР - скорость частиц шлама относительно промывочной жидкости, м/сек; VКР =0,5 м/с;
SMAX - максимальная площадь кольцевого пространства в открытом стволе, м2, равен SКП;
VMЕХ - механическая скорость бурения, м/сек; в интервале 0-800 м - VMЕХ =0,009 м/сек; в интервале 800-2800 м - VMЕХ = 0,006;
jП - удельный вес породы, Н/м3;
jЖ - удельный вес промывочной жидкости, Н/м3;
jСМ - удельный вес смеси шлама и промывочной жидкости, Н/м3;
(jСМ - jЖ)=0,01…0,02·104 Н/м3; принимается 0,02·104 Н/м3.
При бурении под кондуктор расход промывочной жидкости, обеспечивающий вынос шлама, составит
Q=0,5·0,785·(0,26992 - 0,1292) +(0,785·0,26992· 0,009· (2,15·104 - 1,12·104))/0,02·104 = 0,046 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну расход промывочной жидкости, обеспечивающий вынос шлама составит
Q=0,5·0,785·(0,19052 - 0,1292) +(0,785·0,19052· 0,005·(2,25·104- 1,08·104))/0,02·104 = 0,016 м3/с.
Расчет расхода промывочной жидкости, предотвращающего размыв стенок скважины, ведется по формуле [20]
Q= VКП MAX·SMIN, (2.81)
где SMIN - минимальная площадь кольцевого пространства, м2;
VКП MAX - максимально допустимая скорость течения, жидкости в кольцевом пространстве, м/сек; VКП MAX =1,5 м/с [20].
Максимальные диаметры бурового инструмента: при бурении под кондуктор - турбобур диаметром 0,240 м, при бурении под эксплуатационную колонну - ВЗД диаметром 0,176 м.
Коэффициент каверзности при бурении под кондуктор принимается равным 1,3, при бурении под эксплуатационную колонну 1,25.
При бурении под кондуктор расход промывочной жидкости, предотвращающий размыв стенок скважины составит
Q=1,5·0,785·(0,26992·1,3 - 0,2402) =0,044 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну расход промывочной жидкости, предотвращающий размыв стенок скважины составит
Q=1,5·0,785·(0,19052·1,25 - 0,1762) =0,017 м3/с.
Расчет расхода промывочной жидкости из условия предотвращения прихватов ведется по формуле [20]
Q= VКП MIN·SMAX, (2.82)
где VКП MIN - минимально допустимая скорость промывочной жидкости в кольцевом пространстве; VКП MIN =0,5 м/с [20];
SMAX - максимальная площадь кольцевого пространства; минимальный диаметр бурового инструмента у бурильных труб диаметр =0,129 м.
При бурении под кондуктор расход промывочной жидкости, предотвращающий прихваты составит
Q=0,5·0,785·(0,26992·1,3 - 0,1292) = 0,031 м3/с.
При бурении под эксплуатационную колонну расход промывочной жидкости, предотвращающий прихваты составит
Q=0,5·0,785·(0,19052·1,25 - 0,1292) =0,011 м3/с.
Учитывая полученные результаты расчётов расхода промывочной жидкости различными методами, проектируется:
- Расход промывочной жидкости при бурении под кондуктор 45-50 л/с;
- Расход промывочной жидкости при бурении под эксплуатационную колонну 17-21 л/с.
Расчетные значения расхода промывочной жидкости на интервалах бурения приведены в табл. 2.21.
Таблица 2.21 - Расход промывочной жидкости по интервалам бурения
|
|
Интервал, м
|
Расход промывочной жидкости, м3/с
|
0 - 877
877 - 3025
|
0,045-0,05
0,017-0,021
|
|
|
Скачать 25.52 Kb.