МИНИСТЕСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»
КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Гидроаэромеханика в бурении»
Вариант 8-4


Выполнил: студент гр. ГБз-20-01 И.С. Табермаков
Проверил: доцент, к.х.н. М.Е.Логинова


УФА

2023

СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   Исходные данные к расчету гидравлической программы
   
2. 
   Выбор плотности и предварительной подачи насосов
   
3. 
   Расчет длин элементов скважины
   
4. 
   Расчет гидравлических параметров промывки для начала бурения
   
   1. 
      1 Расчет потерь давления внутри труб
      
   2. 
      2 Расчет потерь давления в затрубном пространстве
      
   3. 
      3 Расчет потерь давления в заколонном пространстве за замками
      
   4. 
      4 Расчет потерь давления в обвязке и давления на насосах
      
   5. 
      5 Подбор цилиндровых втулок и режима работы насосов
      
5. 
   Расчет гидравлических параметров промывки для конца бурения
   
   1. 
      1 Расчет потерь давления внутри труб
      
   2. 
      2 Расчет потерь давления в затрубном пространстве
      
   3. 
      3 Расчет потерь давления в заколонном пространстве за замками
      
   4. 
      4 Расчет потерь давления в обвязке и давления на насосах
      
   5. 
      5 Подбор цилиндровых втулок и режима работы насосов
      

Приложения

Приложение 1. Гидравлическая программа промывки скважины

Приложение 2. График поля полных давлений для начала бурения

Приложение 3. График поля полных давлений для конца бурения

Приложение 4. НТС-номограмма

1. Исходные данные к расчету гидравлической программы

Вариант основного задания – 8/4 где:

8 - вариант по промывке; 4 - вариант реологических параметров.

---

Таблица 1 - Сводная таблица исходных данных

	Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
1	Глубина начала бурения	Lн	м	4000
2	Глубина конца бурения	Lк	м	4500
3	Способ бурения	роторный
4	Описание линейных размеров скважины для максимальной глубины Lк: - глубина конца 1-го участка - глубина конца 2-го участка	l1 l2	м м	1900 4500
	- диаметр скважины на 1-м участке - диаметр скважины на 2-м участке	D1 D2	мм мм	304 310
5	Описание линейных размеров колонны труб при глубине Lк (снизу-вверх) по секциям: - длина 1-й секции - длина 2-й секции	h1 h2	м м	200 4300
	- код трубы 1-й секции - код трубы 2-й секции	УБТИ, 18 IEU, 20
6	Код забойного двигателя	-
7	Типоразмер долота	III295,3
8	Код насосного агрегата	5 (УНБТ-950, электрический привод)
9	Количество установленных насосов	1
10	Код обвязки насосов (манифольда)	3 (Аобв = 3,4∙105 Па∙с2/(кг∙м3))
11	Параметры бурового раствора: - плотность - ДНС - вязкость		кг/м3 Па Па∙с	1710 6 0,016
12	Технологические и технические ограничения: - число одновременно работающих насосов - предельно допустимое давление на насосах - рекомендуемая подача насосов - максимально допустимая подача насосов - минимально допустимая подача насосов - предельно допустимые потери давления в заколонном пространстве - минимальный диаметр гидромониторной насадки, допущенной к применению	pдоп Qр Qmax Qmin pк.доп dнм	МПа м3/с м3/с м3/с МПа мм	1 15,0 27,4 32,0 22,4 3,0
13	Сведения о слабом пласте: - глубина расположения кровли - давление гидроразрыва - пластовое давление	Lсл ргр	м МПа	3000 52,0
14	Сведения о проявляющем (напорном) пласте: - глубина кровли пласта - пластовое давление - мощность пласта	Lпл рпл	м МПа	4410 70,6

---

В соответствии с кодами труб, выпишем необходимые для дальнейшего расчета их характеристики:

Бурильные трубы IEU, код 20:

Наружный диаметр d_н = 127 мм = 0,127 м; диаметр замка (муфты) d_з = 184,2 мм = 0,1842 м; толщина стенки δ = 9,19 мм = 0,00919 м; Длина трубы l₀ = 12,5 м; Длина замка (муфты) l_м = 0,45 м; коэффициент учета потерь в замках k_м = 1,25 .

Внутренний диаметр трубы равен d_в = d_н - 2∙δ = 0,127 - 2*0,00919 = 0,10862 м.

УБТИ, код 18:

Наружный диаметр d_н = 209,6 мм = 0,2096 м; диаметр замка (муфты) d_з = 209,6 мм = 0,2096 м; толщина стенки δ = 69,1 мм = 0,0691 м; Длина трубы l₀ = 9 м; Длина замка (муфты) l_м = 0 м; коэффициент учета потерь в замках k_м = 1,05.

Внутренний диаметр трубы равен d_в = d_н - 2∙δ = 0,2096-2*0,0691=0,0714 м.

Долото, III 295,3

Диаметр долота D_д = 295,3 мм; схема промывки - гидромониторная; предварительный коэффициент расхода μ_д = 0.97; диаметр подводящего канала долота d_п = 0,028 м.

2. Выбор плотности и предварительной подачи насосов

Вычислим требуемую плотность бурового раствора из условия недопущения проявлений из напорного пласта:



где k_б - коэффициент резерва, определяемый из табл. 2.1; Р_пл - пластовое давление в кровле напорного пласта, МПа; L_пл - глубина кровли напорного пласта, м.

Таблица 2.1

Нормативные значения k_б

Глубина пласта, м	Коэффициент резерва kб
<1200	1,1-1,5
1200	1,05

Расчетная плотность равна:


Выберем технологически необходимый расход Q_р:

1. 
   из условия очистки забоя:
   

;

принимаем q = 0,4 (м³/с)/м² для роторного бурения; ;



примем Q₁

---

=27,4 л/с.

2. 
   из условия подъема выбуренной породы:
   

принимаем v_k = 1,15∙U_ос

Найдём скорость оседания:



ρ_ж=1710 кг/м³; ρ_п=2200 кг/м³

Размер частицы шлама:



Тогда



Следовательно,
Для нахождения площади кольцевого пространства найдем:

Коэффициент кавернозности:


где D_ТК – наружный диаметр обсадной тех. колонны, δ=11 мм – толщина стенок обсадной колонны.

Диаметр открытого ствола:



Тогда площадь кольцевого пространства:



;

примем Q₂=17,7 л/с.

3. 
   из условия обеспечения необходимого момента на валу турбобура
   

способ бурения – роторный, Q₃ не рассчитывается
Q_р = max{ Q₁Q₂Q₃ } = Q₁ = 27,4 л/с.

3. Расчет длин элементов скважины

Расчет гидравлических параметров начинаем с определения количества “расчетных” элементов для граничных глубин: начала намеченного интервала бурения и его конца. Расчетным элементом скважины считается участок скважины, в пределах которого геометрические характеристики скважины и бурильных труб неизменны.

На рис. 3.1 показаны две расчетные ситуации, соответствующие началу и концу бурения. Глубина обсаженной части 1900 м.

L_н = 4000 м - начальная глубина бурения; L_к = 4500 м - конечная глубина бурения. Описание скважины: l₁ = 1900 м - глубина конца обсаженной части скважины; l_2н = 4000 м - глубина конца очередного участка скважины с постоянным диаметром ствола в начале бурения; l_2к = 4500 м - глубина конца очередного участка скважины с постоянным диаметром ствола в конце бурения. Бурильная колонна состоит из двух секций бурильных труб с длинами h

---

₁ = h_УБТ = 200 м и h₂. Длины первой секции бурильных труб одни и те же на глубинах L_н и L_к, а длины второй секции для глубин бурения 4000 м и 4500 м равны:

h_2н = L_н - h₁ = 4000 - 200 = 3800 м; h_2к = L_к - h₁ = 4500 - 200 = 4300 м.

Длины части второй секции бурильных труб в открытом стволе скважины для глубин бурения 4000 м и 4500 м равны:

ε_2н = h_2н - l₁ = 3800 - 1900 = 1900 м; ε_2к = h_2к - l₁ = 4300 - 1900 = 2400 м.



Рис. 3.1 Расчет величин ε_i при промывке скважины на глубинах L_н и L_к

4. Расчет гидравлических параметров промывки для начала бурения
Промывочная жидкость имеет параметры: τ₀=6 Па; η=0,016 Па∙с; ρ=1710 кг/м³
1) Расчет потерь давления внутри труб

Расчет потерь давления внутри труб для начала бурения

 Участок ε₁ (внутри УБТИ).

ε₁ = h₁ = 200 м k_m=1.05

d_вУБТИ = 0,0714 м

Определим параметр Хедстрема:

Найдем критическое число Рейнольдса:

Определим критическую скорость течения:

И соответствующий ей расход:
Таким образом, (27,4 > 6,2)
Тогда











 Участок ε₂ (внутри IEU).

ε₂ = h₂-l₁ = 1900 м k_m=1.25

d_вIEU = 0,10862 м

Определим параметр Хедстрема:

Найдем критическое число Рейнольдса:

Определим критическую скорость течения:

---

Смотрите также файлы

• Алгоритм объяснения новой игры Объяснения педагога.docx

• Определите устройства по их функциональным особенностям. несколько устройств в одном флаконе.docx

• Лекция 14 Хранимый код. Триггеры 14 Процедурные расширения языка sql.doc

• 1. 35 жастаы ер адам стационарды абылдау бліміне жедел жрдеммен жрви, жедел аппендецит болжамды диагнозымен тсті. Науас дене ызуыны ктерілеуіне,ішіні ауыруына шаымданады..docx

• Паллиативная медицинская помощь.docx