Выбор насосной установки

2.3.2.2 Выбор насосной установки

В установках глубокого бурения применяются поршневые насосы марок У8-4, У8-5М, Б14-200, БРН-1, УНБ-600А (У8-6МА2) и другие, имеющие подачу 15-50 л/с при давлении нагнетания 10-60 МПа. Подача насоса определяется по формуле[4]:

где η0 = 0,85 – 0,95 – объемный к.п.д. насоса, учитывающий утечки жидкости, наличие в ней газа и инерцию срабатывания клапанов,

F – площадь, определяемая по внутреннему диаметру цилиндровой втулки,

S = 2R – ход поршня или плунжера,

R – радиус вращения кривошипа,

n – частота вращения кривошипа,

z – число цилиндров,

f – площадь поперечного сечения штока.

Для регулирования расхода жидкости, нагнетаемой в бурильную колонну, широко применяется метод изменения частоты вращения кривошипа (коренной вал насоса) при помощи коробки передач или путем замены цилиндровых втулок, имеющих разные внутреннии диаметры. Исход жидкости часто регулируется путем сброса части ее на слив в приемный умпф.

 Для буровой установки БУ 3200/200 ЭУК-2М в комплект входят два поршневых насоса УНБ-600А (У8-6МА2) (установка насосная блочная), с основными параметрами см. таблцу 2.9 :

Таблица 2.9

Буровой насос для промывки скважины в конкретных геологических

условиях выбирается по технологически необходимому количеству промывочной жидкости и развиваемому при этом давлению для преодоления потерь напора в элементах циркуляционной системы буровой.

Количество необходимой промывочной жидкости при бурении под эксплуатационную колонну составляет 12 л/с. Определим теперь потери давления в циркуляционной системе, зная которые можно выбрать наиболее рациональную компоновку бурильного инструмента, обоснованно подобрать буровые насосы и полнее использовать их потенциальные возможности.

Потери напора, кГс/см², в циркуляционной системе буровой при роторном бурении определяются по формуле:

Р_∑ = Р_м+Р_б.т+Р_кп+Рд ( 2.3.11.)

где Р_м - потери напора при движении бурового раствора в наземных трубопроводах от насосной части до колонны бурильных труб, включая стояк в буровой, буровой шланг, а также вертлюг и ведущую трубу (потери шпора в наружной обвязке буровой - манифольде);

 Рб.т — потери напора при движении бурового раствора в бурильных трубах и замковых соединениях (потери давления зависят от глубины скважины);

Р_кп. - потери напора при движении бурового раствора в затрубном кольцевом пространстве скважины (потери давления зависят от глубины скважины);

Р_д - потери напора при движении бурового раствора через промывочные отверстия бурового долота;

Р_м, Р_д - не зависят от глубины скважины, а Р_бт.. и Р_кп. увеличиваются с глубиной скважины.

При циркуляции очистного агента потери напора, кГс/см², различны при прокачке воды и глинистого раствора и зависят от их свойств и расхода.

Р_м = 82,6*λ*Lэ*γ*Q²/d⁵, (2.3.12.)

где λ - безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений при движении в трубах;

Q - расход бурового раствора, л/с;

γ - удельный вес раствора, г/см³;

d - внутренний диаметр бурильных труб, см;

Lэ - эквивалентная длина наземных трубопроводов, которая определяется по формуле:

Lэ = Lн *(d/dн)⁵ +Lс*(d/dс)⁵ +Lш *(d/dш)⁵ +Lв*(d/dв)⁵+

+Lв.тр*(d/dв.тр) ⁵+ Lэ.ф*(d/dэ.ф) ⁵ (2.3.13.)

где dн, Lн - внутренний диаметр и длина нагнетательной линии, идущей от буровых насосов к стояку;

dс, Lс - внутренний диаметр и длина стояка в буровой;

dш, Lш - внутренний диаметр и длина бурового шланга;

 dв, Lв - внутренний диаметр ствола вертлюга и его длина;

dэ.ф, Lэ.ф - диаметр и эквивалентная длина фильтра, устанавливаемого под ведущей трубой;

dв.тр, Lв.тр- внутренний диаметр и длина ведущей трубы.

Lэ=30*(0,107/0,114)⁵+15*(0,107/0,114)⁵+15*(0,107/0,09)⁵+2,5*(0,107/0,09)⁵+ +16*(0,107/0,1)⁵+2*(0,107/0,114)⁵ = 96,85 м.

Р_м = 82,6*0,026*96,85*2,13*(12)²/(10,7)⁵ = 0.5 кГс/см².

Р_бт. = 82,6*λ*γ*Q²*(1+lэ/l)*L_б/d⁵,

где Lб - длина бурильной колонны, м;

l_Э - эквивалентная длина замковых соединений, м;

l - расстояние между замковыми соединениями, м.

Р_бт. = 82,6*0,026* 2,13*(12)²*(1+3,5/11)*3025/(10,7)⁵ = 18.5 кГс/см².

Р_кп = 82,6* λ1*γ*Q²*L/[(Д_С – d_н)³*(Д_с + d_н)²],

где λ1, - коэффициент гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в кольцевом (затрубном) пространстве;

Д_с - диаметр скважины (долота), см;

d_н - наружный диаметр бурильных труб, см.

Потери давления от замковых соединений в кольцевом пространстве составляют небольшую величину, поэтому ею обычно пренебрегают.

Р_кп= 82,6*0,027* 2,13*12²*3025/[(19.05-12,7)³*(19.05+12,7)²]= 8 кГс/см².

Потери напора, кГс/см², в долоте зависят от конфигурации промывочных отверстий, от количества и площади их сечения, расхода очистного агента (бурового раствора).

Рд = С*γ*Q², ( 2.3.14.)

где С — коэффициент, характеризующий потери напора в промывочных отверстиях долота, который можно вычислить по формуле:

С = 0,51/(μ² *f0²) (2.3.15.)

где μ - коэффициент расхода,

f0 - суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см².

С = 0,51/(0,65²*13,05²) = 7*10^-3

Р_д = 7*10^-3*2,13*12² = 2,15 кГс/см².

Вычислим суммарные потери напора при бурении

Р_∑ = Р_м+Р_б.т+Р_кп+Рд

под эксплуатационную колонну:

Р_∑ = 0.5+18.5+8+2,15 = 29.15 кГс/см².

под техническую колонну:

Р_∑ = 127.7 кГс/см².

под кондуктор:

Р_∑ = 120.4 кГс/см².

Таким образом, технологически необходимое количество (расход) промывочной жидкости для обеспечения своевременного и бесперебойного выноса шлама из забоя по затрубному пространству и очистки ствола скважины с учетом потерь давления, обеспечит нам насос УНБ-600А.

Похожие работы

Проект бурения и крепление эксплуатационной скважины на Песчаной площади Краснодарского края

Скачать

111088

3

0

... смеси. При промывках наблюдалось увеличение значений газопоказаний до 0,9 – 1,5%, газ по составу к чокракскому. Возможно, это связано с перетоками газа из чокракских отложений, расположенных рядом скважин Песчаная №1 и №2. В чокракских отложениях выделяются перспективные участки разреза, представленные песчаниками и алевролитами. Песчаники в интервалах 3017 – 3022 м, 3026 – 3030 м и 3036,5 – ...

Приморские курорты России: перспективы развития, использование естественных факторов в современных оздоровительных технологиях

Скачать

101649

0

0

... . Умеренно-влажный климат, с мягкой зимой и очень теплым летом, позволяет отдыхать в этом благодатном крае в любое время года. В Краснодарском крае сосредоточены основные приморские курорты России: Сочи, Анапа, Геленджик, Туапсе, Ейск. Песчаные, галечные и рукотворные пляжи на побережье Черного и Азовского морей оборудованы аэросоляриями, душевыми установками, станциями по прокату катеров, лодок, ...

Основы национальной экономики

Скачать

598656

0

7

... косвенного воздействия на них. Поэтому данную стадию современного рыночного капитализма называют еще государственно-корпоративным капитализмом или регулируемым рыночным капитализмом. Являясь основой национальной экономики этого типа, современная высокоразвитая капиталистическая корпорация представляет собой единую хозяйственную технологическую цепочку, которая берет начало в добывающих отраслях, ...

Шпаргалки к экзамену по ОБЖ (Брянск)

Скачать

481815

2

0

... комиссии с участием представителя госнадзора и им выдаются удостоверения.  Повышение рабочими уровня знаний по безопасности труда осуществляется на курсах повышения квалификации, ее сдачей экзаменов. 136. Виды инструктажа, регистрация инструктажа.  Инструктаж работающих подразделяется на:  1. вводный  2. первичный на рабочем месте  3. повторный  4. внеплановый  5. целевой  Все ...