Режимы движения вязкопластичной жидкости

(8.2)

(8.3)

или (8.4)

В зависимости от приложенной разности напоров Н₁ – Н₂ возможны

два режима движения:

1. Структурный

2. Турбулентный

Весь поток движется как твердое тело с υ = const по всему поперечному

сечению. По мере увеличения разности давлений и напоров возрастает и υ_дв, а

радиус ее центральной части (ядра), где жидкость продолжает двигаться как

твердое тело, постепенно уменьшается. Режим движения жидкости,

характеризующийся наличием центрального ядра, называется структурным.

(8.5)

Потери напора при движении бингамовской жидкости определяются

по формуле Дарси-Вейсбаха, если режим структурный:

(8.6)

― обобщенное число, учитываются как вязкие, так и пластичные

свойства жидкости.

(8.7)

Re > 2000 - 3000 ― турбулентный режим

(8.8)

В = 0, 1 ― для неутяжеленного бурового раствора

n = 0, 15 ― для неутяжеленного бурового раствора

В = 0, 0025 ― для утяжеленного бурового раствора

n = - 0, 2 ― для утяжеленного бурового раствора

При расчете трубопроводов при движении в них буровых и цементных

растворов используют формулу Минигазимова:

Rе ― обычное число.

8.4 Роль бурового раствора в б.Н.Г.С. Условия выноса разбуренной породы на поверхность

Отчищая забой скважины от разбуренной породы, глинистый раствор

движется вместе с ней по кольцевому пространству. Здесь основная роль раствора

заключается в удержании выбуренных частиц во взвешенном состоянии и в

выносе на поверхность. Частицы выбуренной породы под действием силы

стремятся падать на забой. Чем крупнее частица, тем больше её вес, тем быстрее

стремится упасть на забой. Однако глинистый раствор стремится увлечь эту

разбуренную частицу наверх, к устью скважины.

I – я технологическая операция промывка скважины

1 – ым условием успешного выноса разбуренной породы на поверхность

является большая скорость восходящей струи по сравнению со скоростью падения

частицы на забой.

2 – ым глин. раствор одновременно со способностью выносить породу на

поверхность должен иметь свойство удерживать её во взвешенном состоянии.

1. передача энергии турбобуру или винтовому двигателю;

2. предупреждение поступления в скважину нефти, газа и воды;

3. охлаждение и смазывание трущихся деталей долота;

4. уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины;

5. предотвращение обвалов пород со стенок скважины;

6. уменьшение проницаемости стенок скважины, благодаря коркообразованию.

Необходимо помнить, что на процессе выноса разбуренной породы влияет

неравномерность распределения скорости по сечению потока.

Наиболее полная промывка скважины происходит при турбулентном

режиме, когда неравномерность распределения скорости существенно сглаживается.

Вынос разбуренной породы на поверхность представляет движение тел в

восходящем потоке жидкости.

При этом поток промывочной жидкости подхватывает с забоя разбуренную

породу, увлекает с собой её твердые частицы и перемещает по вертикали снизу вверх.

Основная величина, принадлежащая определению, υ_кр восходящего потока,

представляющая собой такую скорость течения жидкости, при которой твердые

частицы остаются во взвешенном состоянии, т.е. не увлекаются вверх и не падают вниз.

υ_кр = (8.9)

С_x – коэффициент сопротивления.

S – площадь, характеризующая размеры тела.