Решение задачи по нефтянке вариант 5

Ниже представлено решение задачи для варианта №5, оформленное так, чтобы его было удобно переписать в тетрадь. Расчет нефтяной ванны для ликвидации прихвата (Вариант 5) Исходные данные для варианта №5: Глубина скважины: \( H = 2800 \) м. Длина неприхваченной части бурильной колонны (БК): \( L_{н.п.} = 2500 \) м. Диаметр долота: \( D_д = 215,9 \) мм. Наружный диаметр бурильных труб: \( D = 140 \) мм. Толщина стенки труб: \( S = 8 \) мм. Плотность бурового раствора: \( \rho_{б.р.} = 1,25 \) г/см³ (или 1250 кг/м³). Плотность нефти: \( \rho_н = 0,8 \) г/см³ (или 800 кг/м³). Решение: 1. Определим расчетный диаметр скважины \( D_{скв} \) с учетом коэффициента кавернозности \( k \). Примем \( k = 1,1 \): \[ D_{скв} = k \cdot D_д = 1,1 \cdot 215,9 = 237,5 \text{ мм} = 0,2375 \text{ м} \] 2. Определим внутренний диаметр бурильных труб \( d \): \[ d = D - 2S = 140 - 2 \cdot 8 = 124 \text{ мм} = 0,124 \text{ м} \] 3. Рассчитаем высоту подъема нефти в затрубном пространстве \( H_1 \). По условию нефть должна быть на 50–100 м выше места прихвата. Примем запас 100 м: \[ H_1 = H - L_{н.п.} + 100 = 2800 - 2500 + 100 = 400 \text{ м} \] 4. Определим необходимый объем нефти для ванны \( V_н \). Он складывается из объема в затрубном пространстве и объема в трубах (принимаем высоту столба нефти в трубах \( H_2 = 200 \) м для периодических подкачек): \[ V_н = 0,785 \cdot (D_{скв}^2 - D^2) \cdot H_1 + 0,785 \cdot d^2 \cdot H_2 \] \[ V_н = 0,785 \cdot (0,2375^2 - 0,14^2) \cdot 400 + 0,785 \cdot 0,124^2 \cdot 200 \] \[ V_н = 0,785 \cdot (0,0564 - 0,0196) \cdot 400 + 0,785 \cdot 0,0154 \cdot 200 \] \[ V_н = 11,55 + 2,42 = 13,97 \text{ м}^3 \] 5. Определим объем бурового раствора для продавки нефти \( V_{пр} \): \[ V_{пр} = \frac{\pi \cdot d^2}{4} \cdot (H - H_2) = 0,785 \cdot 0,124^2 \cdot (2800 - 200) \] \[ V_{пр} = 0,012 \cdot 2600 = 31,2 \text{ м}^3 \] 6. Определим максимальное давление при закачке нефти \( P \): Сначала найдем давление от разности плотностей \( P_1 \): \[ P_1 = \frac{H_1 \cdot (\rho_{б.р.} - \rho_н)}{100} = \frac{400 \cdot (1,25 - 0,8)}{100} \cdot 10 = 1,8 \text{ МПа} \] Давление на преодоление гидравлических потерь \( P_2 \): \[ P_2 = 0,001 \cdot H + 8 = 0,001 \cdot 2800 + 8 = 10,8 \text{ МПа} \] Общее давление: \[ P = P_1 + P_2 = 1,8 + 10,8 = 12,6 \text{ МПа} \] 7. Определим возможную подачу насоса агрегата ЦА-300 (при \( N = 120 \) кВт, \( \eta = 0,635 \)): \[ Q = \frac{10,2 \cdot \eta \cdot N}{P \cdot 10} = \frac{10,2 \cdot 0,635 \cdot 120}{12,6 \cdot 10} \approx 6,17 \text{ дм}^3/\text{с} \] Ответ: Необходимый объем нефти \( V_н = 13,97 \text{ м}^3 \), максимальное давление закачки \( P = 12,6 \text{ МПа} \).