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

Ард = Ьрн - 2 (Ар,), (1.67)

где b - коэффициент, равный 0,75-0,80 и учитывающий, что рабочее давление нагнетания насосов должно быть, согласно правилам ведения буровых работ, меньше паспортного на 20-25 %.

По значению Ард следует установить возможность использования гидромониторного эффекта при бурении данного интервала скважины. Для этого необходимо вычислить скорость движения жидкости в промывочных отверстиях долота vд по формуле

Vд = 2Ард/ р, (1.68)

где - коэффициент расхода, значение которого следует принимать равным 0,95. Если полученное исходя из резерва давления значение vд > 80 м/с, то это означает, что рассматриваемый интервал можно бурить с использованием гидромониторных долот.

Следует иметь в виду, что перепад давления, срабатываемый в насадках гидромониторного долота, не должен превышать некоторого предельного значения Аркр, определяемого как возможностью запуска турбобура, так и прочностью конструктивных элементов долота. В настоящее время этот предел Аркр = 12+13 МПа. Поэтому по формуле (1.68) необходимо подобрать такие значения vд и Ард, чтобы выполнялись условия

Vд > 80 м/с; Ард < Аркр.(1.69)

При выполнении условий (1.69) рассчитывается суммарная площадь насадок гидромониторного долота Ф по формуле

Ф = (Q - Qу)/Vд,(1.70)

где Qу = n -Рд - расход (утечки) промывочной жидкости че-\ кр

рез уплотнение вала турбобура, м/с; k, n - опытные коэффициенты, характеризующие негерметичность уплотнения конкретного турбобура. Найдя Qу, необходимо проверить выполнение условий выноса шлама и очистки забоя. Если разность Q - Qу превышает значения расходов, вычисленные по формулам (1.46) и (1.47), то названные условия будут соблюдены.

Рис. 1.10. Зависимость утечек жидкости через пяту-сальник турбобура от перепада давления в долоте

Зависимость Qу от Ард для каждого конкретного турбобура легко найти экспериментально. Приближенное значение Qу можно определить по рис. 1.10 для турбобура 5ТСШ-195ТЛ.

По значению Ф подбирают диаметры насадок гидромониторного долота.

Если для данного долота vд < 80 м/с, то следует сделать вывод о том, что бурение данного интервала с использованием гидромониторного эффекта невозможно. В э том случае необходимо вычислить перепад давления в долоте по формуле

Ард = рVд2/2ц 2.

(1.71)

1.3. УСТАНОВИВШЕЕСЯ ТЕЧЕНИЕ ГАЗА И ГАЗОШЛАМОВОЙ СМЕСИ В ЭЛЕМЕНТАХ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СКВАЖИНЫ

При бурении скважины с продувкой газом, при газовом фонтане, при равновесном бурении определение давления в циркуляционной системе скважины и выбор компрессоров становятся необходимой инженерной задачей.

Распределение давлений в восходящем потоке газа и газошламовой смеси в кольцевом канале скважины

Движение газошламовой смеси в кольцевом канале скважины имеет место при бурении с продувкой. Это двухфазное течение: первая фаза - шлам, вторая - газ. В этом случае одномерного установившегося двухфазного течения система уравнений примет вид: уравнение движения

-Р = д cosа[ршф + р(1 - ф)] ± [ршvШф + Pv2(1 - ф)1 -

dz 2-г

- PшvшФ dVш -р(1 -ф)vdV ;(1.72) dz dz

уравнения сплошности фFршVш = QшPш = тш = const;

(1 - ф)Fрv = Qp = т = const; (1.73)

термодинамическое уравнение р = pRT Z ,(1.74)

здесь z - текущая глубина скважины с началом отсчета на устье; р(z) - текущее давление; д - ускорение свободного падения; а - угол между осью z и направлением сил1 тяжести; Qш, Q, рш, р, vш, v - объемный расход, плотность, скорость шлама и газа соответственно; ф - объемная концентрация шлама; dc, -н - наружный и внутренний диаметры кольцевого пространства; F - площадь поперечного сечения кольцевого пространства; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; Хс - коэффициент гидравлическихсо-противлений; z - коэффициент сверхсжимаемости.

При рассмотрении системы (1.72) - (1.74) считают, что z = const, Т = const. Для выбора параметров z и Т можно рекомендовать методику, используемую при исследовании газовых скважин. Для расчета коэффициентов гидравлических сопротивлений в кольцевом канале Хс пользуются формулой (1.58), в которой Re определяют для потока газа без учета шлама.

Для кольцевого пространства число Рейнольдса

Re = VPdг = Qрdг

F(1 - Ф)И