Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

колонны труб с закрытым концом, ной скоростью:

[1 + +

R22 B

2R S

1 + 2л e 0l 1 + л S

движущихся с постоян-

(2.70)

где e0, k, л - показатели бурового раствора, реологическая модель которого может быть выражена формулой т = e0 + + кл; R - средний радиус сечения затрубного канала, равный (R1 + R2)/2.

Для расчета рд при открытом нижнем конце колонны труб принято, что уровень жидкости в трубах при подъеме и спуске их находится на устье (что справедливо при соблюдении нормальной технологии подъема инструмента, исключающей возникновение так называемого "сифона"). Тогда формула (2.70) принимает следующий вид:

S1+л

1 + iRiRB

1 + 2л e0l 1 + л S

(2.71)

В табл. 2.2 приведены результаты расчетов по формулам (2.61 ) и (2.70), отнесенные к глубине скважины в 1 000 м. Так как наибольшее число осложнений, особенно газонефтеводо-проявлений, происходит в скважинах, бурящихся долотом диаметром 216 мм, то в расчет взяты внутренний диаметр обсадной колонны, равный 220 мм, и диаметр бурильных труб - 1 27 мм.

Здесь же приведены реологические показатели буровых растворов п и т0 по бингамовской модели и соответствующие этим же растворам показатели л, k и e0 по степенной модели. Согласно расчетам по формуле (2.61) можно отметить, что вязкостная составляющая для скоростей движения менее 1 м/с в 2- 1 0 раз меньше динамической. Поэтому при ориентировочных расчетах гидродинамического давления в процессе подъема бурильной колонны, скорость которой не превышает указанного значения, можно воспользоваться форму-

4т 0l

(2.72)

Расчеты по формуле (2.72) показывают, что при низких скоростях подъема бурильной колонны влияние e0 на значение Ар сопоставимо с влиянием л и к.

Т а б л и ц а 2.2

Гидродинамические давления при изменении параметров бурового раствора

Анализируя результаты расчетов, можно констатировать, что значение рд по формуле (2.72) выше, чем по формуле (2.61), даже при самых низких скоростях движения бурильной колонны. Без учета e0 значение рд, рассчитанное по формуле (2.61), выше, чем по формуле (2.72) при низких скоростях движения труб, а при скорости 1 м/с характер соотношения сопоставляемых величин меняется на противоположное, что в общем не противоречит физическому смыслу, заложенному в обе модели течения вязкопластической жидкости.

Расчеты, сделанные по формулам бингамовской и степенной моделей для движения труб с открытым и закрытым концом, показали, что разница в значениях рд небольшая и объясняется преобладающим влиянием пластических свойств бурового раствора. При максимальном эксцентриситете расположения бурильных труб в скважине гидродинамическое давление рдэ при спуске может быть на 35 % меньше давления рдк при концентричном расположении колонны в скважине ( А. А. Мовсумов).

Н.А. Гукасов, сопоставляя полученные им зависимости, рассчитал, что гидродинамическое давление рдк при движении колонны труб, концентрично расположенных в скважине, может быть примерно в 2 раза больше, чем рдэ при максимальном эксцентриситете. Это же соотношение верно и для случая турбулентного режима течения вязкопластической жидкости в кольцевом канале; рдк/рдэ зависит от соотношения внутреннего и наружного диаметра труб (dв/dн), эксцентриситета е = 1 - dв/dн и = /(р, dн, , g). Увеличение значения каждой из указанных величин приводит к возрастанию рдк/рдэ.

Некоторое распространение получили следующие эмпирические формулы:

Бурхардта

рд = 3f; (2.73)

Сукуренко - Бондарева рд = 33 ипзф; (2.74)

Козодоя

рд = a 0Umaxl . (2.75)

D2fp2 - 1