Материал: Монтаж і експлуатація бурових насосів

 м³/с.

Остаточно приймаємо  м³/с,  м³/с.

Визначимо розрахункову максимально необхідну одиничну подачу  бурового насоса

, (2.15)

де  - число насосів у складі бурової установки, які одночасно працюють на промивку свердловини в фазі буріння для якої при проведених розрахунках виявлено максимальне значення, .

 м³/с.

Витрата промивальної рідини максимального значення приймає при бурінні під кондуктор, оскільки великий діаметр породоруйнівного інструменту і немає обсадженого стовбура. Вона приблизно рівна м³/с для одного насоса.

Одержані результати представляємо у таблиці 2.4.

Для кожного з елементів обчислюємо швидкість потоку промивальної рідини.

; (2.16)

. (2.17)

За формулами 2.16 і 2.17

 м/с;

Таблиця 2.4 - Характеристика елементів підземної частини циркуляційної системи і потоку промивальної рідини в них

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с;

 м/с.

Визначаємо критичну швидкість

, (2.18)

де  - динамічне напруження зсуву, Па.

 м/с;

 м/с.

Визначаємо критерії Рейнольдса  та  [8]:

в циліндричних каналах труб

, (2.19)

де  - в’язкість промивальної рідини, Па×с.

 - перехідний режим течії;

 - розвинений турбулентний режим течії;

 - перехідний режим течії;

 - розвинений турбулентний режим течії;

в кільцевих каналах затрубного простору

; (2.20)

 - структурний режим течії;

 - перехідний режим течії;

 - перехідний режим течії;

 - перехідний режим течії.

Визначаємо коефіцієнт гідравлічних опорів ,  для різних режимів течії промивальної рідини у функції від , , а також з урахуванням густини промивальної рідини  [8]:

         при перехідному режимі течії, якщо  кг/м³, то

 (2.21)

;

;

;

.

при розвиненому турбулентному режимі течії незалежно від густини промивальної рідини

 (2.22)

;

.

при структурному режимі течії незалежно від густини промивальної рідини

 (2.23)

.

Обчислимо гідравлічні опори  елементів циркуляційної системи [8]:

гідравлічний опір  наземної обв’язки (маніфольда, стояка, бурового рукава, вертлюга, ведучої труби)

, (2.24)

де  - сумарний коефіцієнт гідравлічного опору перелічених елементів, що залежить від діаметра і довжини їх каналів, приймається в межах  м-4, приймемо  м-4.

 МПа;

 МПа;

розподілені гідравлічні опори  циліндричних каналів підземної частини циркуляційної системи (ОБТ, бурильних труб, виключаючи їх висаджені у середину кінці та з’єднувальні елементи - замки, муфти)

; (2.25)

 МПа;

 МПа;

 МПа;

 МПа.

Величина  для турбулентного режиму руху промивальної рідини в циліндричному каналі

, (2.26)

, (2.27)

 МПа;

 МПа;

 МПа;

 МПа.

Підсумовуємо значення  для всіх елементів циркуляційної системи з циліндричними каналами:

 МПа;

 МПа.

розподілені гідравлічні опори  кільцевих каналів підземної частини циркуляційної системи (обсаджений і відкритий стовбур свердловини за бурильними трубами і ОБТ)

; (2.28)

 МПа;

 МПа;

 МПа;

 МПа.

Величини  слід також розрахувати за формулами:

розподілені гідравлічні опори  кільцевих каналів підземної частини циркуляційної системи для ламінарного потоку ньютонівської рідини [8]

; (2.29)

 МПа;

 МПа;

 МПа;

 МПа.

Знаходимо сумарні значення  елементів циркуляційної системи з кільцевими каналами

 МПа;

 МПа.

Гідравлічний опір  промивних пристроїв (насадок) гідромоніторних доліт

, (2.30)

де  - коефіцієнт, що залежить від профілю каналу промивального пристрою, згідно (табл. Б 2) [8],  м-4;

 МПа;

 МПа.

Визначаємо суму всіх гідравлічних опорів  усіх елементів циркуляційної системи, що визначає тиск на виході бурових насосів :

; (2.31)

 МПа;

 МПа.

Обчислюємо найбільшу гідравлічну потужність  процесу промивки для кожної з розглянутих фаз буріння, кВт [8]

; (2.32)

 кВт;

 кВт.

Приведемо у таблиці 2.5 технічні характеристики найбільш підходящих бурових насосів російського виробництва.

Таблиця 2.5 - Технічна характеристика бурових насосів

Визначаємо потужність  бурових насосів, якими слід оснастити циркуляційну систему бурової установки

, (2.33)

де  - результуючий коефіцієнт корисної дії бурового насоса [8], , приймаємо .

 кВт.