Рассмотрены термогидравлические процессы, происходящие в наземной части циркуляционной системы, стволе и на забое скважины при промывке, гидротранспорте шлама и цементировании. Большое внимание уделено анализу влияния свойств и условий движения бурового раствора на устойчивость стенок, углубление и цементирование скважин. Описаны гидравлические программы их промывки и углубления. Приведены примеры расчетов.
Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией буровых установок.
Author(s): Есьман Б. И., Габузов Г. Г.
Publisher: Недра
Year: 1991
Language: Russian
Pages: 216
City: Москва
Tags: Горно-геологическая отрасль;Бурение скважин;Бурение и ремонт нефтегазовых скважин;
Глава 1. Общие понятия о термогидравлических процессах 3
1.1. Процессы, протекающие в бурящихся скважинах 3
1.2. Общая характеристика термогидравлических процессов 6
1.3. Процессы, связанные с перемещением жидкости 9
1.4. Перенос тепла теплопроводностью и процесс конвективного теплообмена 14
1.5. Методы исследования процессов. Подобие процессов. Условия их моделирования 20
Глава 2. Реологические и теплофизические свойства буровых растворов 26
2.1. Реологическая (гидравлическая) характеристика буровых растворов 26
2.2. Способы определения реологических характеристик 31
2.3. Задача о движении жидкости в, вискозиметрах с коаксиальными цилиндрами 37
2.4. Реологическое уравнение нелинейно-вязкопластичной среды 41
2.5. Приближенные способы определения величин tо и n. Контроль качества буровых растворов в процессе бурения 43
2.6. Теплофизические и другие свойства буровых растворов 46
2.7. Зависимость свойств жидкостей от темпeратуры и давления 49
2.8. Особенности моделирования процессов с учетом реологических свойств жидкостей 53
Глава 3. Температурный режим в бурящихся скважинах 55
3. 1. Аналитические зависимости для определения температуры циркулирующего бурового раствора 55
3.2. Эмпирические и полуэмпирические формулы для определения температуры циркулирующего бурового раствора 58
3.3. Условия для решения аналитических и эмпирических зависимостей 64
3.4. Определение коэффициентов теплопередачи 66
3.5. Изменение гидростатического давления под влиянием температуры и давления 70
Глава 4. Термогидравлические процессы в бурильных трубах 72
4.1. Определение коэффициента л при ламинарном и структурном режимах 72
4.2. Определение коэффициента л при турбулентном режиме 78
4.3. Условия наступления переходного режима 82
4.4. Гидравлические потери в замковых соединениях бурильных труб
и в некоторых других элементах циркуляционной системы 86
4.5. Теплоотдача в бурильных трубах 89
4.6. Влияние температуры на гидравлические потери, работу буровых насосов, удлинение бурильных труб 95
Глава 5. Потери на гидравлические сопротивлении в затрубном пространстве 98
5.1. Основные расчетные формулы при ламинарном и структурном режимах в трубах с концентричным кольцевым сечением 98
5.2. Основные расчетные зависимости при ламинарном и структурном режимах в трубах с эксцентричным кольцевым сечением 105
5.3. Расчетные зависимости для эксцентричного кольцевого пространства с учетом зоны заиления 108
5.4. Определение коэффициента Лк в трубах кольцевого сечения при турбулентном режиме 111
5.5. Устойчивость потока в затрубном пространстве и влияние вращения внутренней трубы на теплообмен и гидравлические сопротивления 114
5.6. Потери давления в кольцевом пространстве от замковых соединений бурильных труб 118
5.7. Определение суммарных гидравлических сопротивлений в бурящейся скважине с помощью уравнения регрессии 121
Глава 6. Термогидравлические пpoцессы в зове забой 123
6.1. Разрушение забоя струей жидкости 123
6.2. Очистка забоя циркулирующим буровым раствором 126
6.3. Гидравлическая характеристика работающего долота 129
6.4. Температурный режим работающего долота 132
6.5. Изыскание путей предотвращения перегрева буровых долот 134
6.6. Гидравлические потери в забойных двигателях и влияние температуры на их работу 138
Глава 7. Очистка ствола скважины от выбуренной породы 141
7.1. Вынос шлама потоком бурового раствора. Определение скорости осаждения шламовых частиц 141
7.2. Исследование фракционного состава шлама бурящихся скважин 146
7.3. Экспериментальные исследования транспортирующей способности буровых растворов 150
7.4. Улучшение очистки ствола скважины за счет регулирования реологических свойств буровых растворов 159
7.5. Энергетические затраты на гидротранспорт шлама 161
Глава 8. Взаимодействие потока бурового раствора со стенками скважины 163
8.1. Давление на забой и стенки в бурящейся скважине 163
8.2. Определение рациональных режимов промывки и долива скважины при спуско-подъемных операциях и в процессе бурения 169
8.3. Глинизация стенок скважины, осмотические процессы 177
Глава 9. О возможности совместного отображения механических и термогидравлических процессов 182
9.1. Существующие формулы для описания процесса бурения скважины 182
9.2. Новая критериальная зависимость для описания процесса бурения скважин 185
9.3. Аппроксимация модели процесса бурения дробно-степенной функцией 189
9.4. Оптимизация режимных параметров турбинного бурения 193
Глава 10. Понятие о гидравлических программах для бурящихся скважин 196
