Рассмотрены тепловые и гидравлические процессы, происходящие в бурящихся скважинах, выявлена стеnень их влияния на различных этаnах бурения. Доказана необходимость их совместного рассмотрения, так как они образуют единый комплекс термогидравлических задач при глубоком бурении. Приведены необходимые расчетные формулы, графики и таблицы. Изложены вопросы надежности циркуляционной системы, которую предложено рассматривать как своеобразный подземный теплообменный аппарат.
Для инженерно-технических н научных работников, занятых бурением нефтяных и газовых скважин. Может быть полезна студентам старших курсов нефтяных вузов и факультетов.
Табл. 26, ил. 61, список лит. - 72 назв.
Author(s): Есьман Б. И.
Publisher: Недра
Year: 1982
Language: Russian
Pages: 247
City: Москва
Tags: Горно-геологическая отрасль;Бурение скважин;Бурение и ремонт нефтегазовых скважин;
Предисловие 3
Глава I. Процессы, протекающие в бурящихся скважинах 4
§ 1. Общая характеристика процессов 4
§ 2. Скважина как технологический объект 6
Глава II. Реологические и теплофизические свойства буровых растворов 9
§ 1. Гидравлическая характеристика буровых растворов. Элементы реологии 9
§ 2. Реологические стационарные и нестационарные системы 13
§ 3. Определение градиентов скорости 17
§ 4. Приближенные способы определения величин то и ч 22
§ 5. Теплофизические свойства буровых растворов 24
§ 6. Другие физико-механические свойства буровых растворов 27
§ 7. Зависимость свойств жидкостей от температуры и давления 28
Глава III. Характеристика основных термогидравлических процессов, происходящих в бурящихся скважинах 32
§ 1. Общие соображения 32
§ 2. Перемещение жидкости в трубах, лишенных местных гидравлических сопротивлений 36
§ 3. Движение жидкости через местные сопротивления 41
§ 4. Передача тепла теплопроводностью 45
§ 5. Процесс конвективного теплообмена 49
Глава IV. Методы исследования процессов 53
§ 1. Подобие процессов. Условия их моделирования 53
§ 2. Методы анализа размерностей 58
§ 3. Метод я-теоремы 60
§ 4. Особенности моделирования движения вязко-пластичных жидкостей 64
Глава V. Термогидравлические процессы в зоне забоя 70
§ 1. Истечение жидкости через отверстия в долоте 70
§ 2. Воздействие струи жидкости на забой 76
§ 3. Очистка забоя жидкостью 79
§ 4. Гидравлические потери в забойных двигателях и влияние температуры на их работу 83
§ 5. Температурный режим работающего долота 86
§ 6. Температура бурового раствора в забойной зоне 91
Глава VI. Термогидравлические процессы в колонне бурильных труб 97
§1. Краткая гидравлическая характеристика бурильной колонны 97
§2. Определение коэффициента л при ламинарном и структурном режимах 99
§3. Определение л при турбулентном режиме 102
§4. Условия наступления переходного режима 109
§5. Гидравлические потери в замковых соединениях бурильных труб 112
§6. Теплоотдача в бурильных трубах 117
§7. Влияние вращения на теплоотдачу и гидравлические потери в бурильных трубах 124
§8. Зависимость гидравлических потерь от температуры бурового раствора 127
§9. Суммарное удлинение колонны бурильных труб 129
Глава VII. Гидравлические процессы в затрубном пространстве бурящейся скважины 133
§1. Общая гидравлическая характеристика затрубного пространства 133
§2. Основные расчетные формулы при ламинарном режиме в трубах с концентричным кольцевым сечением 136
§3. Основные расчетные формулы при структурном режиме в тру¬бах с концентричным кольцевым сечением 138
§4. Основные расчетные зависимости при ламинарном и структурном режимах в трубах с эксцентричным кольцевым сечением 144
§5. Расчетные зависимости для эксцентричного кольцевого пространства с учетом зоны заиления 149
§6. Определение Лк в трубах кольцевого сечения при турбулентном режиме . . 155
§7. Соотношение между гидравлическими потерями в каналах кольцевого сечения, образованных трубами различных диаметров 158
§8. Определёние потерь давления в кольцевом пространстве от замковых соединений 160
Глава VIII. Тепловые процессы в затрубном пространстве бурящейся скважины 167
§1. Тепловая обстановка в скважине 167
§2. Аналитическая зависимость для определения температуры циркулирующего бурового раствора 169
§3. Другие аналитические зависимости для определения температуры бурового раствора 173
§4. Условия для решения аналитических и эмпирических зависимостей 178
§5. Определение величины геотермического градиента 181
§6. Определение коэффициентов теплопередачи 185
§7. Теплофизические свойства горных пород и цементного камня 189
Глава IX. Отдельные задачи термогидравлики при бурении скважин 192
§1. Давление на забой и стенки в бурящейся скважине 192
§2. Устойчивость потока в условиях затрубного пространства и влияние вращения внутренней трубы на теплообмен и гидравлические сопротивления 201
§3. Вынос разбуренной породы потоком бурового раствора 209
§4. Взаимодействие потока бурового раствора со стенками необсаженного ствола скважины 215
§5. Критериальные зависимости для отображения механических и термогидравлических процессов 221
§6. Изменение устьевой температуры циркулирующего бурового раствора 225
§7. Влияние температуры и давления на работу буровых насосов и других элементов наземной части циркуляционной системы 228
§8. О надежности циркуляционной системы как технологического объекта 235
Заключение 239
Список литературы 241
