Гидравлика долота: насадки, перепад давления и мощность
Суммарная площадь насадок (TFA), скорость струй, перепад давления на долоте, гидравлическая мощность на долоте и на единицу площади забоя (HSI), сила удара струй.
TFA = π/4 · (n_1 · d_1² + n_2 · d_2²)v_n = Q / TFAΔP_b = ρ · v_n² / (2 · C_d²)N_b = ΔP_b · Q; HSI = N_b / (π/4 · D_b²)F_j = ρ · Q · v_nВ полевых единицах ΔP (psi) = ρ (ppg) · Q² (gpm) / (10 858 · TFA² (дюйм²)) — это C_d = 0,95; константа 12 031 соответствует C_d = 1. По классическим критериям (Kendall, Goins) гидравлическая мощность на долоте максимальна, когда на долоте теряется около 65 % давления насосов, а сила удара струй — около 48 %.
Источник: Bourgeois et al., Applied Drilling Engineering (SPE, 1986), гл. 4; Kendall H. A., Goins W. C., Trans. AIME (1960)
Исходные данные
Единицу у поля можно сменить: значение пересчитается в единицы формулы автоматически.
12/32″ = 9,525 мм; в полевых единицах — в 1/32 дюйма.
0, если все насадки одного размера.
Обычно 0,95.
Конвертер единиц для этой формулыДебит жидкости · Плотность и °API · Длина · Давление · Площадь · Скорость · Мощность · Сила и нагрузка
- м³/сут1
- м³/ч0,0416667
- л/с0,0115741
- л/мин0,694444
- м³/мин0,000694444
- барр./сут6,28981
- тыс. барр./сут0,00628981
- фут³/сут35,3147
- галл./мин (США)0,183453
- барр./мин0,00436792
Сутки — 24 часа.
- TFA — Суммарная площадь насадок–
- v_n — Скорость струй в насадках–
- N_b — Гидравлическая мощность на долоте–
- HSI — Мощность на единицу площади забоя–Вт/мм²
- HSI — То же в полевых единицах–hp/дюйм²
- F_j — Сила удара струй–
Ещё в теме «Гидравлика»
Подача трёхпоршневого или пятиплунжерного насоса одностороннего действия за один ход и в единицу времени по диаметру втулки, длине хода, числу ходов и коэффициенту наполнения.
Средняя скорость раствора в кольцевом пространстве между стенкой скважины (или обсадной колонной) и трубами при заданной подаче насосов.
Число ходов насоса и время прокачки внутреннего объёма колонны и затрубного пространства: когда раствор дойдёт до долота, когда забойная пачка (шлам, газ) выйдет на устье и сколько длится полный цикл циркуляции.
Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.