Значения удельных сопротивлений на единицу длины труб

d, м	Ам		d, м	Ам
0,025 0,028 0,032 0,035 0,038 0,044 0,05 0,07 0,075 0,1		0,125 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6	51,5 21,1 10,2 5,49 3,23 2,02 1,32 0,638

2. Построить характеристики параллельной работы двух одинаковых насосов в одной системе (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Параллельная работа двух одинаковых насосов.

Q_общ = Q₁ + Q₂ Н_общ = Н₁ = Н₂ N_общ = N₁ + N₂

h_общ =

Кавитационный запас определяется для каждого насосов по Q_i.

Рис. 7. 3. Последовательная работа двух одинаковых насосов.

3. Построить характеристики последовательной работы двух одинаковых насосов в одной системе (рис.7.3).

Q_общ = Q₁ = Q₂

Н_общ = Н₁ + Н₂

N_общ = N₁ + N₂

h_общ = h_i

4. Используя законы пропорциональности, пересчитать рабочие характеристики насоса, снизив частоту вращения на 10%, т. е. n₁ = 0,9n:

; ;

где Q, n, H, N – значения из каталога.

5. Определить результаты обточки рабочего колеса на 10%, используя следующие соотношения:

По результатам расчётов п.4 и п.5 сделать выводы письменно.

Контрольные вопросы:

1. Что такое универсальная характеристика насоса?

2. Когда применяют аналитическое выражение характеристики насоса?

3. Какие условия необходимы для параллельной работы насосов с разными характеристиками?

4. Что называют дроссельной или приведённой характеристикой насоса и как её построить?

5. В каких случаях прибегают к последовательной схеме включения насосов?

6. Какие условия необходимо соблюдать при последовательной схеме работы насосов?

7. Когда возникают переходные процессы при работе лопастных насосов?

8. Перечислите основные режимы работы насоса при потери привода насосным агрегатом.

9. Объясните, почему может возникнуть режим помпажа при использование насоса с неустойчивой характеристикой?

10. Какие условия необходимо соблюдать для обеспечения стабильной работы насосов с неустойчивыми характеристиками?

11. Перечислите способы регулирования подачи лопастных насосов.

12. Объясните, почему способ регулирования подачи задвижкой на напорном трубопроводе неэкономичен?

13. В каких насосах используют поворотные входные направляющие аппараты?

Тема 8. Функции и схема циркуляционной системы

1. Цель работы:

1.1. Изучить основные функции и схему циркуляционной системы;

1.2. Ознакомиться с методикой расчета:

- необходимой подачи насосов;

- необходимого (для прокачки бурового раствора) давления

Вводная часть.

Буровые насосы и циркуляционная система выполняют следующие функции:

нагнетание бурового раствора в бурильную колонну для обеспечения циркуляции в скважине в процессе бурения и эффективной очистки забоя и долота от выбуренной породы, промывки, ликвидации аварий, создания скорости подъема раствора в затрубном пространстве, достаточной для выноса породы на поверхность;

подвод к долоту гидравлической мощности, обеспечивающей высокую скорость истечения (до 180 м/с) раствора из его насадок для частичного разрушения породы и очистки забоя от вы буренных частиц;

подвод энергии к гидрав-лическому забойному двигателю.

На рис. показаны схема циркуляции бурового раствора и примерное распределение потерь напора в отдельных элементах циркуляционной системы скважины глубиной 3000 м при бурении роторным способом.

В процессе бурения в большинстве случаев раствор циркулирует по замкнутому контуру. Из резервуаров 13 очищенный и подготовленный раствор поступает в подпорные насосы 14, которые подают его в буровые насосы 1. Последние перекачивают раствор под высоким давлением (до 30 МПа) по нагнетательной линии, через стояк 2, гибкий рукав 3, вертлюг 4, ведущую трубу 5 к устью скважины 6. Часть давления насосов (р_л) при этом расходуется на преодоление сопротивлений в наземной системе. Далее буровой раствор проходит по бурильной колонне 7 (бурильным трубам, УБТ и забойному двигателю 9) к долоту 10.

На этом пути давление раствора снижается вследствие затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений

Р_з = Р_бт + Р_убт + Р_д ,

где Р₃ — потери давления в бурильной колонне до забоя;

Р_бт, Р_убт, Р_Д — потери давления соответственно в бурильных трубах, УБТ и долоте.

Затем буровой раствор вследствие» разности давлений внутри бурильных труб и на забое скважины р_д с большой скоростью выходит из насадок долота, очищая забой и долото от выбуренной породы. Оставшаяся часть энергии раствора затрачивается на подъем выбуренной породы и преодоление сопротивлений в затрубном кольцевом пространстве 8 Р_кп.

Поднятый на поверхность к устью 6 отработанный раствор проходит по растворопроводу 11 в блок очистки 12, где из него удаляются в амбар 15 частицы выбуренной породы, песок, ил, газ и другие примеси, поступает в резервуары 13 с устройствами 16 для восстановления его параметров и снова направляется в подпорные насосы.

Нагнетательная линия состоит из трубопровода высокого давления, по которому раствор подается от насосов 1 к стояку 2 и гибкому рукаву 3, соединяющему стояк 2 с вертлюгом 4. Напорная линия оборудуется задвижками и контрольно измерительной аппаратурой. Для работы в районах с холодным климатом предусматривается система обогрева трубопроводов.

Сливная система оборудуется устройствами для очистки и приготовления бурового раствора, резервуарами, всасывающей линией, фильтрами, нагнетательными центробежными насосами, задвижками и емкостями для хранения раствора.

Пример 1.

Пример 2

Контрольные вопросы

1. Каковы функции циркуляционной системы ?

2. Представьте схему циркуляционной системы БУ.

3. Перечислите основные гидравлические сопротивления на пути раствора.

4. Как определить необходимую подачу бурового насоса ?

5. Как определить давление (в нагнетательной линии), необходимое для прокачки бурового раствора ?

6. От каких факторов зависит давление “на долоте” ?

Приложение 8.1

Номограмма для определения потерь давления в бурильных трубах с замком

Тема 9. “Выбор двигателя и расчет силовых передач”.

1. Цель работы. Изучить методику выбора двигателя и расчета силовых передач.