Расчет промывки песчаной пробки

Задача 14

Глубина скважины L; диаметр эксплуатационной колонны D; диаметр промывочных труб d; расчетный диаметр песчинок dп = 1мм; песчаная пробка высотой h. Долевой объем песчинок в смеси b=0,01. Для промывки применяется техническая вода с вязкостью mж= 0,11 Па×с и плотностью rж = 1050 кг/м . Плотность песка rп= 2500 кг/м . Время разрушения пробки погружением колонны НКТ на одну трубу составляет Т0. Для промывки предварительно намечена насосная установка Азинмаш-32М.

Рассчитать необходимое давление при прямой промывке на выкиде насоса; мощность двигателя; время промывки и разрушающую силу струи потока.

Скорость исходящего потока V_исх определяется согласно [4, с.44] по формуле

, (9.1)

где q – производительность насоса;

d_НКТ – внутренний диаметр НКТ.

Число Рейнольдса для исходящего потока

, (9.2)

где ρ_ж, μ_ж – соответственно плотность и динамическая вязкость

промывочной жидкости.

Коэффициент трения при движении промывочной жидкости определяется по формуле

при Re _исх ≤ 2320; (9.3)

при Re _исх > 2320. (9.4)

Гидравлические потери исходящего потока согласно [4, с.44]

. (9.5)

Скорость восходящего потока пульпы v_в определяется согласно [4, с.44] по формуле

; (9.6)

, (9.7)

где q' - расход жидкостно-песчаной смеси;

D_вн - внутренний диаметр эксплуатационной колонны;

в - долевой объем песчинок в смеси.

Варианты заданий к четырнадцатой контрольной задаче по теме

«Расчет промывки песчаной пробки»

Номер варианта	L, м	D, м	d, мм	h, м	Т0, с

Вязкость μ_жп и плотность ρ_жп жидкостно-песчаной смеси определяется согласно [4, с.41] по формулам:

; (9.8)

, (9.9)

где ρ_п – плотность песка, кг/м³.

Число Рейнольдса восходящего потока

. (9.10)

Коэффициент трения восходящего потока:

при Rе ≤ 2320; (9.11)

при Rе > 2320. (9.12)

Гидравлические потери восходящего потока

, (9.13)

где d_н – наружный диаметр НКТ.

Тогда суммарные гидравлические потери

, (9.14)

Установленная мощность двигателя определяется по формулам согласно [4, с.44]

; (9.15)

, (9.16)

где N_{гидр .} - гидравлическая мощность насосного агрегата;

к - коэффициент использования мощности, к = 1,6 ÷ 1,75.

Скорость подъема песчинок определяется по формуле

, (9.17)

где υ_ст – скорость стесненного оседания песчинки.

Скорость свободного оседания частиц песка при отстое определяется формулой Стокса [4, с.40]

, (9.18)

где d_п – диаметр песчинок;

ρ_п – плотность песка;

ρ_ж – плотность дисперсной среды (воды).

Скорость стесненного осаждения определяли согласно [4, с.41]

; (9.19)

; (9.20)

, (9.21)

где ε – объемная доля дисперсной среды;

φ(ε) – кратность снижения скорости оседания песчинок в стесненной

среде.

Время промывки определяется согласно [4, с.44] по формуле

, (9.22)

где Т₀ - время разрушения пробки погружением колонны НКТ на одну трубу.

Разрушающая сила струи, приходящаяся на 1 м², определяется по формуле [4, с.44]

. (9.23)