Условные схемы соединительных элементов

date image 2018-02-13
views image 858
Поделись с друзьями: 
12

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ-РГГРУ)

 

  _________________________________________________________________________       ­­­­­­

 

КАФЕДРА СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

 

РАСЧЁТНАЯ РАБОТА ПО ПРИКЛАДНОЙ ТЕПЛОФИЗИКЕ

 

Продувка скважины колонкового бурения воздухом и теплофизический расчёт компрессора

 

 

                                                                        Выполнил: ст. группы

 

                                                                            

                                                                        Проверил: проф. Куликов В.В.

 

МОСКВА, 2016 г.

Задание

  Рассчитать параметры режима работы многоступенчатого поршневого компрессора с водяным охлаждением при прямой продувке скважины колонкового бурения. Произвести теплофизический расчёт компрессора.

  Параметрами режима работы компрессора являются подача (расход) воздуха, развиваемое давление и развиваемая мощность.

I. В соответствии с № варианта задания и результатами последующих расчётов заполнить таблицу исходных данных.

Таблица исходных данных

 

№ Обозначение величины и её размерность; вид агента Значение величины; реологическая модель агента Наименование величины; назначение агента
1 hc, м   Глубина скважины
2 Hc, м   Длина ствола скважины
3 hок, м   Глубина спуска обсадной колонны (ОК)
4 Hок, м   Длина ОК
5 Dок, мм   Наружный диаметр ОК
6 dок, мм   Внутренний диаметр ОК
7 DБК, мм   Наружный диаметр буровой коронки (БК)
8 dБК, мм   Внутренний диаметр БК
9 DКТ, мм   Наружный диаметр колонковой трубы (КТ)
10 dКТ, мм   Внутренний диаметр КТ
11 HКТ, м   Длина КТ
12 hКТ, м   Длина вертикальной проекции КТ
13 DБТ, мм   Наружный диаметр бурильных труб (БТ)
14 dБТ, мм   Внутренний диаметр БТ
15 HБТ, м   Длина одной БТ
16 DСЭ, мм   Наружный диаметр соединительного элемента (СЭ)
17 dСЭ, мм   Внутренний диаметр СЭ
18 HП, м   Длина подводящей линии (от компрессора до колонны БТ)
19 dП, мм   Внутренний диаметр подводящей линии
20 КЭ, мм   Эквивалентная шероховатость поверхности магистрали
21 δ, мм   Приращение диаметров скважины и керна
22 Dс, мм   Диаметр скважины
23 dК, мм   Диаметр керна
24 υмех, м/ч   Механическая скорость бурения
25 ρш, кг/м3   Плотность частиц шлама
26 dш, мм   Эквивалентный диаметр частиц шлама
27 Воздух Ньютоновская жидкость (НЖ) Очистной агент (ОА)

28
t0, ºС  

Средняя температура воздушного потока в скважине
T, К  
29 P0, ат   Атмосферное давление
30 ,   Средняя молярная масса воздуха
31 ,   Универсальная газовая постоянная
32 R,   Удельная газовая постоянная воздуха
33 , кг/м3   Плотность атмосферного воздуха
34 ,   Абсолютная вязкость воздуха
35 к   Показатель адиабаты (изоэнтропы) для воздуха
36 n   Показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре
37 ,   Удельная изобарная теплоемкость воздуха
38 ,   Удельная изохорная теплоемкость воздуха
39 ,   Удельная политропная теплоемкость воздуха
40 ,   Удельная изохорная теплоемкость охлаждающей воды (хладагента)
41 в ох, ºC     Приращение температуры охлаждающей воды в ступени и охладителе
42 , кг/м3   Плотность охлаждающей воды
43   Максимальная степень повышения абсолютного давления в ступени компрессора
44 РБК, ат   Потеря давления в БК
45 𝜂   Полный КПД компрессора
46   КПД передачи от двигателя до компрессора
47 g, Н/кг   Ускорение силы тяжести

Примечания

1. При соединении бурильных труб (БТ) «труба в трубу» DСЭ – наружный диаметр колонны в месте соединения, dСЭ – внутренний диаметр колонны БТ в месте соединения.

2. Рекомендуемые значения величин: HКТ = 1,5; 3 или 6 м; HБТ = 1,5; 3; 4,5 или 6 м; HП = 20 –100 м; dП = 32, 38 или 50 мм; КЭ = 0,1 мм; δ = 0,1 – 2 мм; υмех = 10 – 30 м/ч; ρш = 3000 кг/м3; t0 = 20 ºС; P0 = 1 ат;  =  28,97  = 8314,51 ;к = 1,4; n = 1,25;  = 4180 ; в ох = 40 ºC = 40 К;  = 1000 кг/м3;  = 10; PБК = 1 – 4 ат; η = 0,7; ηп = 0,9; g = 9,81 Н/кг.

3. Расчёты выполнять в СИ, ответы (где это необходимо) переводить в единицы, принятые в бурении – МПа и др.

 4. Ответы округлять, указывая после запятой не более двух знаков, например: 3,86 × 105 Па; 0,88 МПа; 0,26 м3/с; 2,33 × 10-5 м3/с; 0,52 × 103 Вт; 9,57 × 105 Дж/кг и т.п.

Варианты заданий

№ вариант задания

№ пункта таблицы исходных данных
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 14 16 17
1 200 250 10 12 89 79 76 58 73 63 54 45 54 22
2 500 580 80 85 73 63 59 42 57 48 42 33 57 16
3 600 660 50 56 127 117 93 73 89 79 50 39 65 28
4 300 370 98 100 108 98 76 58 73 63 50 39 65 28
5 100 140 30 38 73 63 59 42 57 48 42 28 42 14
6 700 720 20 22 108 98 93 73 89 79 50 39 50 22
7 800 830 70 71 89 79 76 58 73 63 54 36 54 22
8 1000 1100 150 160 73 63 59 42 57 48 44 28 44 28
9 1200 1280 300 330 89 79 59 42 57 48 50 39 50 28
10 1500 1600 80 89 89 79 76 58 73 63 50 39 65 28
11 300 340 90 95 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
12 400 400 40 40 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
13 700 790 50 60 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
14 900 960 90 92 73 63 59 42 57 48 54 39 54 39
15 800 870 120 132 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
16 100 150 80 88 89 79 59 42 57 48 54 36 54 22
17 2000 2090 160 164 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
18 1000 1080 220 226 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
19 1400 1470 110 120 73 63 59 42 57 48 42 33 42 16
20 600 610 19 20 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
21 200 230 70 77 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
22 1100 1120 80 81 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
23 1900 1970 180 190 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
24 300 390 50 60 89 79 59 42 57 48 34 21 34 12
25 1300 1350 200 215 89 79 76 58 73 63 54 36 54 22
26 800 850 50 56 73 63 59 42 57 48 42 28 42 14
27 2000 2100 190 192 89 79 76 58 73 63 54 36 54 36
28 1800 1880 120 129 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
29 500 550 240 248 73 63 59 42 57 48 54 36 54 22
30 400 460 10 11 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
31 300 340 90 95 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
32 400 400 40 40 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
33 700 790 50 60 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
34 900 960 90 92 73 63 59 42 57 48 54 39 54 39
35 800 870 120 132 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
36 100 150 80 88 89 79 59 42 57 48 54 36 54 22
37 2000 2090 160 164 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
38 1000 1080 220 226 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
39 1400 1470 110 120 73 63 59 42 57 48 42 33 42 16
40 600 610 19 20 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
41 200 230 70 77 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
42 1100 1120 80 81 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
43 1900 1970 180 190 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
44 300 390 50 60 89 79 59 42 57 48 34 21 34 12
45 1300 1350 200 215 89 79 76 58 73 63 54 36 54 22
46 800 850 50 56 73 63 59 42 57 48 42 28 42 14
47 2000 2100 190 192 89 79 76 58 73 63 54 36 54 36
48 1800 1880 120 129 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
49 500 550 240 248 73 63 59 42 57 48 54 36 54 22
50 400 460 10 11 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
51 200 230 70 77 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
52 1100 1120 80 81 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
53 1900 1970 180 190 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
54 300 390 50 60 89 79 59 42 57 48 34 21 34 12
55 1300 1350 200 215 89 79 76 58 73 63 54 36 54 22
56 800 850 50 56 73 63 59 42 57 48 42 28 42 14
57 2000 2100 190 192 89 79 76 58 73 63 54 36 54 36
58 1800 1880 120 129 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
59 500 550 240 248 73 63 59 42 57 48 54 36 54 22
60 400 460 10 11 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
61 300 340 90 95 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
62 400 400 40 40 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
63 700 790 50 60 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14
64 900 960 90 92 73 63 59 42 57 48 54 39 54 39
65 800 870 120 132 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
66 100 150 80 88 89 79 59 42 57 48 54 36 54 22
67 2000 2090 160 164 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
68 1000 1080 220 226 73 63 59 42 57 48 42 33 57 22
69 1400 1470 110 120 73 63 59 42 57 48 42 33 42 16
70 600 610 19 20 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
71 200 230 70 77 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
72 1100 1120 80 81 73 63 59 42 57 48 50 39 50 22
73 1900 1970 180 190 89 79 76 58 73 63 68 50 68 28
74 300 390 50 60 89 79 59 42 57 48 34 21 34 12
75 1300 1350 200 215 89 79 76 58 73 63 54 36 54 22
76 800 850 50 56 73 63 59 42 57 48 42 28 42 14
77 2000 2100 190 192 89 79 76 58 73 63 54 36 54 36
78 1800 1880 120 129 108 98 93 73 89 79 50 39 65 28
79 500 550 240 248 73 63 59 42 57 48 54 36 54 22
80 400 460 10 11 89 79 59 42 57 48 42 28 42 14

II.  Конструкция скважины

 

 

 

 

Условные схемы соединительных элементов

Dбт
dсэ
dбт
Dсэ
а)
dбт
dсэ
Dбт=Dсэ
Dс
1
2
3
1
Dс
б)

 

 

а) – ниппельное соединение бурильных труб;

б) – муфтовое соединение бурильных труб;

dсэ, Dсэ – внутренний и наружный диаметры соединительных элементов;

dбт, Dбт – внутренний и наружный диаметры бурильных труб;

Dс – диаметр скважины;

1 – круглый (в поперечном сечении) поток воздуха;

2 – кольцевой (в поперечном сечении) поток воздуха;

3 – области (зоны) вихрей.

 

 

III. Расчетная схема циркуляции воздушного потока

 

I.Компрессор

II. Ресивер компрессора

III. Предохранительный клапан

IV. Манометр

V. Термометр

VI. Расходометр

VII. Герметизатор устья скважины

VIII. Вентиль

IX. Вентилятор (эжектор)

X. Шламоуловитель

Магистраль разделена на 7 (i = 1,2,…7) участков движения жидкости.

i – номер участка движения. Участки i = 5-7 в поперечном сечении круглые, а участки i = 1-3 – кольцевые.

i = 1 – между обсадной и бурильной колоннами;

i = 2 – между стенками скважины и бурильной колонной;

i = 3 – между стенками скважины и колонковой трубой;

i = 4 – на забое скважины и в буровом долоте;

i = 5 – внутри колонковой трубы;

i = 6 – внутри бурильной колонны;

i = 7 – в устьевой обвязке (в подводящей линии от бурового насоса до колонны бурильных труб).

Pиi – избыточное давление при входе на i-ый участок движения.

Pн – давление, развиваемое насосом.

P0 – атмосферное давление.

 

IV. Длина вертикальной проекции колонковой трубы

V. Геометрические характеристики участков движения воздушного потока

 

a. Геометрические характеристики поперечных сечений участков

V.1. Диаметр скважины и керна

 

 V.2. Площадь проекции забоя скважины на плоскость, перпендикулярную её оси

 

 

 V.3. Площадь и эквивалентный диаметр поперечного сечения воздушного потока

 

Для круглого сечения геометрическим диаметром d:

            В гладкой части магистрали, i = 6, 7

                                                      

            Внутри соединительного элемента колонны БТ, i = 6

 

                

 

 

  Для кольцевого сечения, имеющего геометрические диаметры D и d:

              В гладкой части магистрали, i = 1– 3, 5

 

                               

 

              Снаружи соединительного элемента колонны БТ, i = 1, 2

 

b. Линейные геометрические характеристики участков

Длины участков движения:

                                                   = … м

    = … м

                                                   = …м

 = … м

                                                    = … м

Вертикальные проекции участков движения:

                                                    = … м

     = … м

 = … м

 = … м

 

VI. Эквивалентный диаметр частиц шлама

 

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

12

double arrow
Сейчас читают про:
article image
Парциальная несформированность высших психических функций
article image
Наследование по римскому праву
article image
Революция 1905-1907 гг.: причины, этапы, основные события, значение
article image
Цели, задачи и функции предпринимательства
article image
Индукция и дедукция. Анализ и синтез
article image
Анализ актива баланса
article image
Самый сильный аргумент, почему эволюция человека не могла быть

Наилучший способ сдержать свое слово состоит в том, чтобы никогда его не давать. © Наполеон ==> читать все изречения...
like icon 5925
like icon 5729
Понравился сайт? Поделись им с друзьями: