環(huán)空水力損耗計算2

環(huán)空流動壓力損耗水力學(xué)計算1流動壓力損失計算1.1流動壓力損失的計算公式環(huán)空中的流動壓力損失梯度：G=(0.039XfXv2Xp)/(D-D)環(huán)空中的流動壓力損失：Pa=GaXLa式中：Ga一環(huán)空中的流動壓力損失梯度，psi/ft；f一環(huán)空范寧摩擦系數(shù)，無因次；ava一鉆井液在環(huán)空中的流動速度，ft/s；D一井徑，in；P一鉆井液密度，lb/gal；Dpo一鉆具外徑，in；Pa一環(huán)空中的流動壓力損失，psi；La—環(huán)空長度，ft。1.2環(huán)空流動壓力損失計算步驟計算環(huán)空流動速度環(huán)空中的流動速度：v=0.408xQ/(D2-D2)式中：va一鉆井液在環(huán)空中的流動速度，ft/s；Q-鉆井液流量，gal/min；D-井徑，in；Dpo一鉆具外徑，in。計算幕律模式流變參數(shù)n=0.5xlg(6300/63)K=罰X6300a511n

式中：na一鉆井液在環(huán)空中的流性指數(shù)，無因次;。300—范式旋轉(zhuǎn)粘度計300r/min讀數(shù)；。3—范式旋轉(zhuǎn)粘度計3r/min讀數(shù)；Ka一鉆井液在環(huán)空中的稠度系數(shù)，Pa.sn。計算鉆井液有效粘度環(huán)空中：r=100K144xv電-1———^D-Dpo-1式中：Uea一鉆井液在環(huán)空中的有效粘度，cP；Ka一鉆井液在環(huán)空中的稠度系數(shù)，Pa.sn；r=100K144xv電-1———^D-Dpo-1式中：Uea一鉆井液在環(huán)空中的有效粘度，cP；雷諾數(shù)的計算環(huán)空中：928xv(D-D)pRi

eaka)當(dāng)Re<(3470-1370n)時，為層流；當(dāng)Re>(4270-1370n)時，為紊流；當(dāng)(4270-1370n)>Re>(3470-1370n)時，為過渡流。式中：Rea一鉆井液在環(huán)空中的雷諾數(shù)，無因次；va一鉆井液在環(huán)空中的流動速度，ft/s；D一井徑，in；Dpo一鉆具外徑，in；uea一鉆井液在環(huán)空中的有效粘度，cP；na一鉆井液在環(huán)空中的流動指數(shù)，無因次。5）計算環(huán)空中的臨界流速100xcxKaa'2n+1'~3^\■Jn7a丫144)928xpD-DpoID-DIpo/1-na式中：vc—環(huán)空臨界流速，ft/s；Ka一鉆井液在環(huán)空中的稠度系數(shù)，Pa.sn；ca—3470—1370na；na一鉆井液在環(huán)空中的流動指數(shù)，無因次;P一鉆井液密度，lb/gal；D一井徑，in；Dpo一鉆具外徑，in。6）計算環(huán)空中的臨界流量Q=2.45xvD2-D2）po7）計算范寧摩擦系數(shù)環(huán)空中：層流fa=24/R過渡流R-c%d800a24(4270-1370xn)ba匚24+-

caa=Ggn+3.93)/50=。75-lgn)/7=3470-1370na式中：f-鉆井液在環(huán)空中的范寧摩擦系數(shù)，無因次;a*'一鉆井液在環(huán)空中的雷諾數(shù)，無因次。8）計算當(dāng)量循環(huán)密度ECD=質(zhì)p/（0.052xH涵）］+p式中：ECD—當(dāng)量循環(huán)密度，lb/gal；Epa一環(huán)空中各段流動壓力損失之和，psi；htvd—垂直深度，ft；P一鉆井液密度，lb/gal。2計算實例2.1一口定向井基本參數(shù)實測井深1015ft、垂直井深1015ft、實測井深3100ft垂直井深3100ft實測井深9360ft垂直井深8750ft＞裸眼井深10500ft

垂直井深9600ft+PV=32cP；YP=19lb/100ft2；Gelmin=5lb/100ft2；Gel10min=12lb/100ft2；Gel30min=15lb/100ft2；鉆井液流量Q=375gal/min；2.2環(huán)空壓力損耗計算井徑：97/8in；實測井深：10500ft；垂直井深：9600ft；鉆桿：41/2in,ID=3.826in；鉆鋌：71/4in,300ft,ID=2.8125in；最內(nèi)層技術(shù)套管：133/8in,ID=12.515in；鉆井液密度：15.3lb/gal；9600=839300=5193=51）鉆井液流速計算裸眼段與鉆鋌間環(huán)空:v=(0.408xg)/C)2-D2)

apo=(0.408x375)/^9.8752-7.252)=3AOft/s裸眼段與鉆桿間環(huán)空：V=(0.408xQ)/C)2-D2)

apo=(0.408x375)/G.8752-4.52)=1.98"/s套管與鉆桿間環(huán)空：V=(0.408xg)/C)2-D2)

apo=(0.408x634)/(2.252-5.522A62ft/s2）計算幕律模式流變參數(shù)=0.5xlg(9/9)300'3=0.5xlgGl/5)=0.55.11x95.11x51「“30^==11.53511”5110.53）計算鉆井液的有效粘度裸眼與鉆鋌間環(huán)空:pi=100Keaa144xvD-Dpo」ncT{=100x11.53144x2.16L12.25-5.5裸眼段與鉆桿間環(huán)空：0.5-1=192cPn=100x11.53ea144x1.989.875—4.50.5-1=158.3IcP套管與鉆桿間環(huán)空:r=100x11.53ea144x1.12r=100x11.53ea144x1.1212.515-4.50.5-1=257.03cP4）雷諾數(shù)的計算裸眼段與鉆鋌間環(huán)空:928xv(D-D)pn

apea928x2.16(12.25-5.5)x11.25==689.2819?2x0.5+1,

k3x0.5)裸眼段與鉆桿間環(huán)空：_928x1.98(9.875-4.5)x15.3TOC\o"1-5"\h\z。=158.31T=827k3x0.5)套管與鉆桿間環(huán)空：928x1.12(12.515-4.5)x15.3“八七=257.03[Fr=429k3x0.5)環(huán)空臨界流速計算裸眼段與鉆鋌間環(huán)空：=3470-1370n=3470-1370x0.5=27851八八crcuucf2x0.51八八crcuucf2x0.5+1)0.5100x2785x11.53k3x0.5)—1—2-0.5928x15.3&.875-7.25丫144\9.875—7.251-0.5=5.58ft/s裸眼段與鉆桿間環(huán)空：1八八crcuc^>(2x0.5+1)0.5100x2785x11.53k3x0.5)2-0.5928x15.3(9.875-4.5丫144\9.875—4.51-0.54.40ft/s臨界流量的計算裸眼段與鉆鋌間環(huán)空：Q=2.45x5.58xG.8752-7.252)=615gal/min裸眼段與鉆桿間環(huán)空：Q=2.45x4.40xG.8752-4.52)=833gal/min確定各段流型環(huán)空層流應(yīng)使：R<R=3470-1370n=3470-1370x0.5=2785TOC\o"1-5"\h\z°°Cd環(huán)空紊流應(yīng)使：R>R=4270-1370n=4270-1370x0.5=3585°°Cd計算范寧摩擦系數(shù)裸眼段與鉆鋌間環(huán)空(層流)：f=24/R=24/1300=0.0185"'a裸眼段與鉆桿間環(huán)空(層流)：f=24/R=24/689.28=0.0348a套管與鉆桿間環(huán)空(層流)：f=24/R=24/429=0.0559a流動壓力損失和流動壓力梯度的計算裸眼段與鉆鋌間環(huán)空：G=(0.039xfxv2xp)/(D-D)=6.039x0.0348x2.162x11.25)(12.25—5.5)=0.01055psi/ft=0.0244g/cm3p=GxL=0.0483x300=14.5psi裸眼段與鉆桿間環(huán)空：G=(0.039xfxv2xp)/(D-D)6.039x0.0290x1.982x15.3)(9.875-4.5)=0.0125psi/ftp=GxL=0.0125x840=10.5psi套管與鉆桿間環(huán)空