Задача № 1
Найти величину суммарных гидравлических потерь при установившейся циркуляции бурового раствора (жидкости Бингама) по трубам и затрубном пространстве. Компоновка бурильной колонны состоит из утяжеленных бурильных труб (УБТ) и бурильных труб (БТ).
| Исходные данные | Последняя цифра шифра зачетной книжки | |||||||||
плотность 
| ||||||||||
динамическое напряжение сдвига 
| ||||||||||
пластическая вязкость 
| 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,05 | 0,02 | 0,09 | 0,01 |
подача насосов, 
| 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,045 | 0,055 | 0,042 | 0,035 | 0,038 | 0,043 | |
диаметр скважины 
| 0,214 | 0,216 | 0,218 | 0,220 | 0,216 | 0,214 | 0,216 | 0,218 | 0,222 | 0,224 |
УБТ наружный/внутренний диаметр, длина 
| 0,178/ 0,08 | 0,180/ 0,1 | 0,182/ 0,12 | 0,184/ 0,14 | 0,186/ 0,16 | 0,178/ 0,06 | 0,180/ 0,08 | 0,178/ 0,1 | 0,178/ 0,06 | 0,184/ 0,08 |
БТ наружный/внутренний диаметр, длина 
| 0,140/ 0,121 | 0,142/ 0,120 | 0,144/ 0,122 | 0,146/ 0,124 | 0,148/ 0,126 | 0,142/ 0,121 | 0,148/ 0,123 | 0,146/ 0,125 | 0,144/ 0,126 | 0,140/ 0,120 |
Рекомендация к решению задачи № 1
Последовательно вычисляются параметры в трубах
1. Определяется средняя скорость потока
2. Вычисляется параметр Сен-Венана для тубы
3. Вычисляется обобщенный параметр Рейнольдса
4. В зависимости от режима течения определяется коэффициент сопротивления
5. Рассчитывается потери давления в трубе
Последовательно вычисляются параметры в затрубном пространстве
6. Определяется средняя скорость потока
7. Вычисляется параметр Сен-Венана для кольцевого канала
8. Вычисляется обобщенный параметр Рейнольдса
9. В зависимости от режима течения определяется коэффициент сопротивления
10. Рассчитывается потери давления в затрубном пространстве
11. Определяются суммарные гидравлические потери
Задача № 2
Произвести расчет забойного давления при равномерном спуске и подъеме колонны труб в скважине с буровым раствором. Рассмотреть варианты спуска и подъема труб с открытым и закрытым низом. Определить силу сопротивления движению колонны. Режим вытеснения ламинарный.
| Исходные данные | Последняя цифра шифра зачетной книжки | |||||||||
длина колонны 
| ||||||||||
наружный/ внутренний диаметр 
| 0,177/ 0,156 | 0,180/ 0,160 | 0,178/ 0,158 | 0,170/ 0,150 | 0,172/ 0,155 | 0,175/ 0,154 | 0,182/ 0,160 | 0,172/ 0,158 | 0,175/ 0,157 | 0,176/ 0,154 |
| плотность
| ||||||||||
| динамическое напряжение сдвига
| 7,3 | 7,4 | 7,2 | 7,0 | 6,8 | 6,9 | 7,1 | 7,5 | 7,6 | 6,5 |
| пластическая вязкость
| 0,035 | 0,04 | 0,045 | 0,036 | 0,037 | 0,038 | 0,039 | 0,042 | 0,041 | 0,04 |
| диаметр скважины
| 0,222 | 0,220 | 0,218 | 0,220 | 0,224 | 0,223 | 0,221 | 0,219 | 0,225 | 0,226 |
Рекомендации к решению задачи № 2
1. Вычисляется параметр Хедстрема 
2. Определяется критическая (максимальная) скорость спуска (подъема) колоны:
, принимаем 
.
3. Вычисляется величину изменения забойного давления для случая спуска и подъема колоны труб: 
,
здесь значение коэффициентов определится как: 
; 
; безразмерные радиусы ядра потока определятся: 
; 
; 
.
Для случая спуска (подъема) колонны с закрытым низом:
.
4. Сила сопротивления движению колонны определится как:
.
Задача № 3
По условию задачи 2 определить допустимую скорость спуска и подъема колонны труб с закрытым низом в скважине при ламинарном и турбулентном режиме вытеснения бурового раствора.
| Исходные данные | Последняя цифра шифра зачетной книжки | |||||||||
допустимого изменения забойного давления 
| 3,3 | 3,5 | 3,1 | 2,5 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 2,9 |
Рекомендации к решению задачи № 3
1. При спуске бурильной колонны с закрытым низом 
.
2. Критическое значение давления, характеризующее режим вытеснения определится:
.
Если 
, то допустимая вытеснения происходит при ламинарном режиме, при этом максимальная скорость определиться:
.
Если 
, то допустимая вытеснения происходит при турбулентном режиме, при этом максимальная скорость определиться:
.
Для случая турбулентного течения в кольцевом канале:
гладкий канал: 
;
шероховатый канал: 
,
где: 
; 
- высота элементов шероховатости, м.
Задача № 4
Определить изменение гидравлических потерь в затрубном пространстве скважины вследствие оттока бурового раствора через стенку скважины.
| Исходные данные | Последняя цифра шифра зачетной книжки | |||||||||
Подача насосов 
| 0,02 | 0,03 | 0,033 | 0,035 | 0,01 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 |
Объемная проницаемость 
| 2,5 | 4,5 | 1,5 | |||||||
наружный диаметр 
| 0,177 | 0,180 | 0,178 | 0,170 | 0,172 | 0,175 | 0,182 | 0,172 | 0,175 | 0,176 |
| плотность
| ||||||||||
| динамическое напряжение сдвига
| 7,3 | 7,4 | 7,2 | 7,0 | 6,8 | 6,9 | 7,1 | 7,5 | 7,6 | 6,5 |
| пластическая вязкость
| 0,035 | 0,04 | 0,045 | 0,036 | 0,037 | 0,038 | 0,039 | 0,042 | 0,041 | 0,04 |
| диаметр скважины
| 0,222 | 0,220 | 0,218 | 0,220 | 0,224 | 0,223 | 0,221 | 0,219 | 0,225 | 0,226 |
