5.Расчет промывки песчаной пробки.
Глубина скважины L = 1020 м; диаметр эксплуатационной колонны D = 0,114м; диаметр промывочных труб d = 0,048м; расчетный диаметр песчинок dп = 0,001м; песчаная пробка высотой h = 10 м. Долевой объем песчинок в смеси b = 0,01. Для промывки применяется техническая вода с вязкостью μж = 0,11 Па·с и плотностью ρж= 1050кг/м3. Плотность песка ρп= 2500кг/м3. Время разрушения пробки погружением колонны НКТ на одну трубу составляет Т = 360с. Для промывки предварительно намечена насосная установка Азинмаш – 32М.
Рассчитать необходимое давление при прямой промывки на выкиде насоса; мощность двигателя; время промывки и разрушающую силу струи потока.
Решение.
Расчет гидравлических потерь исходящего потока:
Vим/с,
где Vв – скорость исходящего потока;
Q = 0,0103 – подача насоса, м3/с;
dвн = 0,0403 – внутренний диаметр промывочных труб, м.
Rеи,
где Rеи – число Рейнольдса исходящего потока.
Так как Rеи = 3077 > 2320 – режим движения исходящего потока турбулентный.
λи ,
где λи – коэффициент гидравлического сопротивления исходящего потока.
Ри МПа,
где Ри - гидравлических потерь исходящего потока.
Расчет гидравлических потерь восходящего потока:
Qв = Q· (1 + b) = 0,0103· (1 + 0,01) = 0,0104 м3/с,
где Qв – расход восходящего потока.
Vв м/с,
где Vв - скорость восходящего потока ,
Dвн = 0,1103 - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м.
μс = μж· (1+2,5·b) = 0,11· (1+2,5·0,01) = 0,113 Па·с,
где μс – вязкость дисперсной системы.
ρс = ρп ·b + ρж· (1 - b) = 2500·0,01 + 1050· (1 – 0,01) = 1064кг/м3,
где ρс – плотность дисперсной системы.
Rев,
где Rев - число Рейнольдса восходящего потока.
Так как Rев = 830 < 2320 – режим движения восходящего потока ламинарный.
λв ,
где λв – коэффициент гидравлического сопротивления восходящего потока.
Рв МПа,
где Рв - гидравлических потерь восходящего потока.
Р = Ри + Рв = 35,2 + 9,5 =45 МПа,
где Р - необходимое давление при прямой промывки на выкиде насоса.
N = Р·Q/0,65 = 45·103·0,0103/0,65 = 709 кВт,
где Nд – мощность двигателя.
Vсв м/с,
гдеVсв - скорость свободного оседания частиц песка, м/с.
Vст = Vсв ·ε2 ·φ(ε) = 0,0017·0,992·0,96 = 0,0016 м/с,
где Vст – скорость свободного оседания частиц песка при стесненной седиментации;
ε = 1 – b = 1 – 0,01 = 0,99;
φ(ε) = 10-1,82b = 10-1.82·0.01 = 0.96;
Vп = Vв - Vсв = 1,26 - 0,0016 = 1,258 м/с,
где Vп – скорость подъема песка.
Т = 1980с,
где Т – время промывки.
Рразр. = V2 ·ρж/2 = 82 ·1050/2 = 33600 Н,
где Рразр. - разрушающую силу струи потока, приходящаяся на 1 м2.
Вывод: Гидравлическая мощность насосного агрегата составляет N=630 кВт, время промывки Т=1980 с и разрушающая сила P=33,6 кН, такая мощность обусловлена глубиной L=1020 м.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.