|
|
|
|
Т а б л и ц а Х.2 |
|
Скорость нисходящего потока жидкости в промывочных трубах |
|||
|
(Т>н. |
см/с) [18] |
|
|
|
|
Диаметр труб, |
мм |
|
жидкости, |
|
|
|
|
л/с |
60 |
73 |
89 |
114 |
1 |
49,5 |
33,1 |
22,0 |
12,6 |
2 |
99,0 |
66,2 |
44,0 |
25,2 |
3 |
148,5 |
99,3 |
66,0 |
37,8 |
4 |
198,0 |
132,4 |
88,0 |
50,4 |
5 |
247,5 |
165,5 |
110,0 |
66,0 |
6 |
297,0 |
198,6 |
132,0 |
75,6 |
7 |
346,5 |
231,7 |
154,0 |
88,2 |
8 |
396,0 |
264,8 |
176,0 |
100,8 |
10 |
495,0 |
331,0 |
220,0 |
126,0 |
15 |
742,6 |
496,6 |
330,0 |
189,0 |
Т а б л и ц а Х.З Коэффициент гидравлического сопротивления А, для воды
Диаметр труб, мм |
48 |
60 |
73 |
89 |
114 |
Значение "К |
0,04 |
0,037 |
0,035 |
0,034 |
0,032 |
vu iv = 3,36 м/с. Они найдены по табл. Х .2 путем интерполирова ния для расходов жидкости (при I, II, III и IV скоростях), равных 3,16; 4,61; 7,01 и 10,15 л/с.
Подставив численные значения в (X . 1), получим потери давле
ния на |
гидравлические сопротивления hx при работе агрегата: |
|||||||
на скорости |
I |
|
|
|
|
|
||
/iu = |
0,035 |
|
2000 |
1,0482 |
= |
63,2 |
м |
вод. ст.; |
|
|
0,062 |
2-9,81 |
|
|
|
|
|
на скорости[ |
|
II |
|
|
|
|
|
|
hi и = |
0,035 |
|
2000 |
1,522 |
.= |
133 |
м |
вод. ст.; |
|
|
|
0,062 |
2-9,81 |
|
|
|
|
|
[ |
|
III |
|
|
|
|
|
|
- |
|
2000 |
2,32а |
= |
309 |
м |
вод. ст.; |
|
3 0,062 |
2-9,81 |
||||||
|
|
|
IV |
|
|
|
|
|
hi iv = |
. |
|
2000 |
3,362 |
= |
648 |
м. вод. ст. |
|
0,035 |
|
0,062 |
2-9,81 |
|||||
192
Т а б л и ц а Х.4 Скорость движения жидкости в кольцевом пространстве (в см/с)
|
|
Диаметр эксплуатационной |
колонны, |
мм |
|
||
Расход |
114 |
|
|
141 |
|
163 |
|
жидкости, |
|
Диаметр насосно-компрессорных труб, мм |
|
||||
л/с |
|
|
|||||
|
60 |
73 |
60 |
73 |
60 |
73 |
89 |
3 |
59,0 |
79,8 |
30 |
34,5 |
20,2 |
22,2 |
26,2 |
4 |
78,8 |
106,4 |
40 |
46,0 |
27,0 |
29,6 |
34,9 |
5 |
98,4 |
133,0 |
50 |
57,5 |
33,8 |
37,0 |
43,6 |
6 |
118,0 |
159,6 |
60 |
69,0 |
40,5 |
44,5 |
52,3 |
7 |
137,8 |
186,2 |
70 |
80,5 |
47,3 |
51,8 |
61,1 |
8 |
157,6 |
212,8 |
80 |
92,0 |
54,0 |
59,2 |
69,8 |
10 |
197,0 |
266,0 |
100 |
115,0 |
67,5 |
74,0 |
87,2 |
15 |
295,0 |
399,0 |
150 |
172,5 |
101,0 |
111,0 |
131,0 |
2. Потери давления на гидравлические сопротивления при движении смеси жидкости с песком в кольцевом пространстве скважины определяются по формуле
Н |
|
D - d ' i j f ’ м водст* |
<х -2) |
Здесь ср — коэффициент, учитывающий повышение гидравличе ских потерь давления в результате содержания песка в жидкости. Величина его колеблется от 1,1 до 1,2; принимаем ф = 1,2; К — коэффициент трения при движении воды в кольцевом пространстве,
определяется |
по разности диаметров |
168-мм и |
73-мм |
труб |
150 — 73 = 77 мм (150 мм — внутренний диаметр |
168-мм труб), |
|||
что почти соответствует 89-мм трубам, |
для которых А, = |
0,034 |
||
(см. табл. Х.З); |
dH= 0,073 м — наружный диаметр |
промывочных |
||
73-мм труб; vD— скорость восходящего потока жидкости в коль цевом пространстве, м/с (находят путем интерполирования по табл. Х .4). Для расходов жидкости (при I, II, III и IV скоростях),
равных 3,16; 4,61; 7,0 и 10,15 л/с значения v'u, vl, v’l и |
соот |
ветственно равны 0,276; 0,399; 0,610 и 0,880 м/с. |
|
Подставляя численные значения в (Х.2), получим величины h2 при работе агрегата:
на скорости I
^ 1 = 1,2-0,034
на скорости II
2000 0.2762 = 4,12 м вод. ст.;
0,15 — 0,073 2 -9,81
^2 II |
1,2-0,034 |
2000 |
|,399а |
м вод. ст.; |
0,15 — 0,073 |
•9,81 ~ |
7 А . М. Юрчук |
193 |
на скорости |
III |
|
|
|
|
||
f h i u |
— |
Л |
Г \ 0 Л |
0,073 2-9,81 |
= |
20,1 |
м вод. ст.; |
U |
! о |
2000 °.612 |
|
|
|
||
на скорости |
IV |
|
|
|
|
||
и |
__ 1 |
9 0 044 |
2000______Q>882 |
= |
41,8 |
м вод. ст. |
|
n2iv |
|
|
|
о,15 — 0,073 2-9,81 |
|
|
|
3. Потери напора на уравновешивание столбов жидкости раз ной плотности в промывочных трубах и в кольцевом пространстве определяются по формуле К- А. Апресова:
Ая = |
(1 — т) Fl |
_£в_ ( 1 — |
— 11, м вод. ст., |
(Х.З) |
|
|
f |
L Рж \ |
v B } |
J |
|
где т — пористость песчаной |
пробки; |
F — площадь сечения экс |
|||
плуатационной колонны, см2; /— высота пробки, промытой за один прием, м (длина двухтрубного колена); f — площадь сечения кольцевого пространства скважины, см2; рп — плотность песка, кг/м3; рж — плотность воды, кг/м3; икр — скорость свободного падения песчинок, см/с (критическая скорость), определяется по
табл. |
Х .5; vB— скорость восходящего |
потока |
жидкости, |
см/с. |
|||||||||||
В нашей задаче эти величины |
равны: т = |
0,3; |
F = 177 |
см2 |
|||||||||||
(168-мм эксплуатационной колонны); I = |
12 м; / = |
135 мм2 (между |
|||||||||||||
168-мм |
и |
73-мм |
трубами); |
р„ = |
2600 |
кг/м3; |
рж = |
|
1000 |
кг/м3; |
|||||
икр = 9,5 |
см/с (см. табл. Х.5). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Следовательно, по формуле (Х.З) имеем значение h3 при работе |
|||||||||||||||
агрегата: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
скорости |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h31= ( 1 — 0,3) |
177-12 |
2600 |
( 1 ----- |
) |
1 |
= |
7,8 |
м |
вод. |
ст.; |
|||||
|
|
135 |
1000 |
\ |
27,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
Х. 5 |
|||
|
|
Критическая скорость падения песчинок икр |
|
|
|
|
|
||||||||
Максималь |
Скорость |
Максималь |
Скорость |
|
Максималь |
Скорость |
|||||||||
свободного |
свободного |
свободного |
|||||||||||||
ный размер |
падения, |
ный размер |
падения, |
|
ный размер |
падения, |
|||||||||
зерен, |
мм |
см/с |
зерен, |
мм |
см/с |
|
зерен, |
мм |
|
см/с |
|
||||
0,01 |
|
0,01 |
0,17 |
|
2,14 |
|
0,45 |
|
|
4,90 |
|
||||
0,03 |
|
0,07 |
0,19 |
|
2,39 |
|
0,50 |
|
|
5,35 |
|
||||
0,05 |
|
0,19 |
0,21 |
|
2,60 |
|
0,60 |
|
|
6,25 |
|
||||
0,07 |
|
0,36 |
0,23 |
|
2,80 |
|
0,70 |
|
|
7,07 |
|
||||
0,09 |
|
0,60 |
0,25 |
|
3,00 |
|
0,80 |
|
|
7,89 |
|
||||
0,11 |
|
0,90 |
0,30 |
|
3,50 |
|
0,90 |
|
|
8,70 |
|
||||
0,13 |
|
1,26 |
0,35 |
|
3,97 |
|
1,00 |
|
|
9,50 |
|
||||
0,15 |
|
1,67 |
0,40 |
|
4,44 |
|
1,20 |
|
|
11,02 |
|
||||
194
на |
скорости |
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
11 (1-- 0 , 3 ) 177- 12 |
2600 |
( i |
-----_ |
i |
= |
10,8 |
м |
вод. ст.; |
|
|
|
135 |
1000 |
\ |
3 9 , 9 / |
|
|
|
|
|
|
скорости |
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 — 0,3) 177 •12 Г 2600 |
|
^61 |
)- 1 |
= |
13,1 |
м |
вод. ст.; |
||
|
III |
135 |
1000 |
О |
||||||
|
скорости |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1
IV
I о со
135
12 Г 2600 |
|
9,5 |
— 1J = 14,6 м вод. ст |
|
. 1000 |
О |
88 |
||
|
4.Потери давления на гидравлические сопротивления в шланге
ивертлюге при движении воды определяются по опытным данным, приведенным в табл. Х .6.
Потери напора, возникающие в шланге /i4 и вертлюге (уголь нике) Л6, составляют в сумме при работе агрегата:
на |
скорости |
I — (Л4 + A5)I = |
4,7 м вод. ст.; |
||||
на |
скорости |
II |
— (А4 + |
Ав)п = |
|
10,4 |
м вод. ст.; |
на |
скорости |
III |
— (Л4 + |
hb)m |
= |
22 |
м вод. ст.; |
на скорости |
IV — (Л4 + |
/i6)IV = |
31 |
м вод. ст. |
|||
5. |
Потери давления на гидравлические сопротивления в 73-мм |
||||||
нагнетательной линии от насоса до шланга. Принимаем длину этой
линии |
/н = 40 м. Тогда по формуле (Х.1) |
получим Аб при работе |
||||||
агрегата: |
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
скорости |
I |
|
|
|
|
|
|
и |
плос |
40 |
1,0482 |
, |
0 |
|
|
|
ft61 |
= 0,035 |
0 062 |
2-9|81 |
- 1.3 м вод. ст., |
||||
на |
скорости |
II |
|
|
|
|
|
|
К п = 0,035 |
40 |
1 |
^92 |
= 2 '7 |
|
|
||
|
2-9,8l |
м вод' |
ст'; |
|||||
на |
скорости |
III |
|
|
|
|
|
|
и |
n rvo с 40 |
2 ,3 2 2 |
|
_ 0 |
м вод. ст.; |
|||
К in = 0,035 -0^062" 1Г1^8Г = |
6,2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а Х.6 |
|
|
Гидравлические потери напора в шланге и вертлюге |
|||||||
|
Расход |
|
Потери |
|
Расход |
Потери |
||
|
воды, л/с |
|
напора, |
|
воды, л/с |
напора, |
||
|
|
|
|
м вод. ст. |
|
|
м вод. ст. |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
7 |
22 |
|
|
4 |
|
8 |
|
|
8 |
29 |
|
|
5 |
|
12 |
|
|
9 |
36 |
|
|
6 |
|
17 |
|
|
10 |
50 |
Т |
195 |
на |
скорости |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
л л о с |
40 |
3 , 3 6 2 |
= |
« 0 л |
м вод. ст. |
|
|
|
|
|||||
h0iv = |
0,035-Q-QQg- |
2 9>81 |
13,0 |
|
|
|
|
||||||||||
6. |
Давление |
на выкидё |
насоса |
определяется |
суммой потерь, |
||||||||||||
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рв = |
^ |
+ + |
+ h3+ |
/i4 + |
}ц + |
/г6, |
м |
вод. ст. |
|
|
|
(X .4) |
|||||
Выражая /?н в МПа, имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Рн = |
" T o o " ( ^ i + |
h%-\-hz -\- /14 + |
Л5 + /гв), МПа. |
|
(Х.5) |
||||||||||||
По |
формуле (Х .5) |
получим р и при работе |
агрегата: |
|
|||||||||||||
на |
скорости |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
рИI = -щ г !° 3- 9,81 (63,2 + |
4,12 + |
7,8 + |
4 ,7 + |
1,3) = 0,796 |
МПа; |
||||||||||||
на |
скорости |
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
раП = |
1 ^ -103-9,81 (133 + |
8 ,6 + |
1 0 ,8 + |
1 0 ,4 + 2,7) = 1,62 МПа; |
|||||||||||||
на |
скорости |
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рп ш = |
|
103- 9,81 (309 + |
20,1 + |
13,1 + |
22 + |
6,2) = 3,64 МПа; |
|||||||||||
на |
скорости |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
pHlv = |
1l r |
103-9,81 (6 4 8 + 41,8 + |
14,6 + |
31 + |
13) = 7,34 |
МПа; |
|||||||||||
7. Давление на забое скважины |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Р3 == ~Т(угРж8(Н + |
+ + ^з). МПа, |
|
|
|
|
|
|
(Х.6) |
|||||||||
где Н — глубина скважины, |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
По формуле (Х .6) |
имеем р3 при работе агрегата: |
|
|
||||||||||||||
на |
скорости |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
рз1 = |
J _ |
ю 3.9,81 (2000+ |
4 ,1 2 + |
7,8) = |
19,7 |
МПа; |
|
||||||||||
на |
скорости |
I I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
рз П = - 1 г |
Ю3-9,81 (2000 + |
8,6 + |
10,8) = |
19,8 |
МПа; |
|
|||||||||||
на |
скорости |
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
р3in = |
-jjjir 103 - 9,81 (2000 + |
20,1 + |
13,1) = |
19,9 |
МПа; |
|
|||||||||||
на |
скорости |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
р3,v = |
1 i r |
103- 9,81 (2000 + |
41,8 + |
14,6) = 20,15 |
МПа. |
|
|||||||||||
196