Определение потерь давления на местных сопротивлениях при циркуляции промывочной жидкости в скважине и наземной обвязке бурового насоса

Местными сопротивлениями, в которых происходит потеря давления при течении бурового раствора, являются:

- внутренние каналы замковых соединений и муфт бурильной колонны;

- наружные диаметры замков и муфт, сужающие площадь кольцевого канала при течении жидкости в затрубном пространстве;

- применяемые забойные гидравлические двигатели (турбобуры, винтовые двигатели).

Потери давления в наземной обвязке бурового насоса вызваны покачиванием раствора через следующие элементы: стояк, буровой рукав, вертлюг и ведущая труба.

Для геометрически подобных замковых соединений при прокачивании жидкости по бурильной колонне потери давления определяются по формуле:

(5.1)

где -коэффициент гидравлического сопротивления

-7, 66 для замков типа 3Н;

-1, 52 для замков типа 3Ш;

-плотность промывочный жидкости, кг/м³;

-средняя скорость промывочной жидкости в канале замка;

-длина бурильной колонны, м.

-длина бурильной труб;

-общая длина бурильной колонны, м;

-длина бурильной трубы, м.

Перепад давления от всех местных сопротивлений (замков, муфт и тд.) в кольцевом пространстве определяются по формуле:

(5.2)

Забойные гидравлические двигатели также можно рассматривать как один из видов местных сопротивлений. Перепад давления в них определяется по формуле:

(5.3)

где , , -перепад давления при номинальном режиме его работы на жидкости известной платности с известной подачей (справочные данные турбобуров).

Перепад давления в гидравлическом двигателе при заданных подачи и плотности раствора определяется по формуле:

(5.4)

Потери давления в наземной обвязке циркуляционной системы определяется по формуле.

(5.5)

где -коэффициенты гидравлических соответственно стояка, бурового рукава (нагнетательного шланга, вертлюга и ведущей трубы (квадрата)).

В таблице 5.1 приведены данные по экспериментальному определению указанных коэффициентов.

Таблица 5.1 – Коэффициенты гидравлических сопротивлений наземной обвязки циркуляционной системы

Элемент обвязки	Условный размер, мм	Диаметр проходного сечения, мм	Обозначение коэффициента	Значение коэффициенты,
Стояк		-		3, 4 1, 1 0, 4
Буровой рукав (нагнетательный шланг)	-			1, 2 0, 93 0, 52 0, 3
Вертлюг	-			0, 9 0, 7 0, 44 0, 3
Ведущая труба (квадрат)				7, 0 1, 8 0, 9 0, 4