Определение потерь давления в долоте. Выбор гидромониторных насадок

    Резерв давления ∆р_д, который может быть реализован в долоте, определяется как разность между давлением bр_н, развиваемым на­сосом (или насосами) при выбранном диаметре втулок, и суммой перечисленных выше потерь давления в элементах циркуляцион­ной системы ∆р = :

    υ_д ≥ 80 м/с = bр_н — ,                                                              (6.10.23)

где b = 0,75 --- 0,80. Коэффициент b учитывает, что рабочее дав­ление нагнетания насосов должно быть, согласно правилам веде­ния буровых работ, меньше паспортного на 20 — 25 %.

    По значению ∆р_д  следует установить возможность использова­ния гидромониторного эффекта при бурении данного интервала скважины. Для этого необходимо вычислить скорость движения жидкости в промывочных отверстиях долота по формуле

    υ_д = μ  ,                                                              (6.10.24)

где μ — коэффициент расхода, значение которого, согласно при­веденным в подразделе 6.9 данным, следует принимать равным 0,95. Если полученное исходя из резерва давления значение υ_д ≥ 80 м/с, то это означает, что рассматриваемый интервал можно бурить с использованием гидромониторных долот.

    Следует иметь в виду, что перепад давления, срабатываемый в насадках гидромониторного долота, не должен превышать неко­торого предельного значения ∆р_кр , определяемого как возмож­ностью запуска турбобура, так и прочностью конструктивных эле­ментов долота. В настоящее время этот предел может быть принят равным ∆р_кр = 12---13 МПа. Поэтому по формуле (6.10.24) необходимо подобрать такие значения ∆р_кр  и υ_д , чтобы выполнялись условия

    υ_д ≥ 80 м/с; ∆р_д  < ∆р_кр.                                                           (6.10.25)

    При выполнении условий (6.10.25) рассчитывается суммарная площадь насадок гидромониторного долота Ф по формуле

    Ф = ,                                                                                (6.10.26)

где Q_у =  - расход (утечки) промывочной жидкости через уплотнение вала турбобура, м³/с; k, n — опытные коэффи­циенты, характеризующие негерметичность уплотнения конкрет­ного турбобура. Найдя Q_y, необходимо проверить выполнение ус­ловий выноса шлама и очистки забоя. Если разность Q—Q_y пре­вышает значения расходов, вычисленные по формулам (6.10.1) и (6.10.2), то названные условия будут соблюдены.

 

 

Рис. 6.28. Зависимость утечек через пяту-сальник турбобура 3ТСШ-195 ТЛ от перепада давления в долоте

        

    Зависимость Q_y от ∆р_д для каждого конкретного турбобура легко найти экспериментально. Приближенное значение Q_y можно определить по рис. 6.28 для турбобура ЗТСШ-195ТЛ.

    По величине Ф подбираются диаметры насадок гидромонитор­ного долота.

Если для данного долота υ_д < 80 м/с, то следует сделать вывод о том, что бурение данного интервала с использованием гидромо­ниторного эффекта невозможно. В этом случае необходимо вычис­лить перепад давления в долоте по формуле (6.9.4):

    ∆р = ,                                                                       (6.10.27)

приняв коэффициент расхода μ в соответствии с приведенными в подразделе 6.9 данными.