Решение задачи по нефтянке вариант №6

Ниже представлено решение задачи для варианта №6, оформленное так, чтобы его было удобно переписать в тетрадь. Расчет нефтяной ванны для ликвидации прихвата (Вариант №6) 1. Исходные данные: Глубина скважины: \( H = 2750 \) м. Длина неприхваченной части колонны: \( L_{н.п.} = 2450 \) м. Диаметр долота: \( D_д = 190,5 \) мм = \( 0,1905 \) м. Наружный диаметр бурильных труб: \( D = 140 \) мм = \( 0,14 \) м. Толщина стенки труб: \( S = 8 \) мм = \( 0,008 \) м. Плотность бурового раствора: \( \rho_{б.р.} = 1,25 \) г/см³ = \( 1250 \) кг/м³. Плотность нефти: \( \rho_н = 0,8 \) г/см³ = \( 800 \) кг/м³. Коэффициент кавернозности: \( k = 1,1 \) (принимаем среднее значение). 2. Определение геометрических параметров: Диаметр скважины с учетом кавернозности: \[ D_{скв} = k \cdot D_д = 1,1 \cdot 0,1905 \approx 0,21 \) м. Внутренний диаметр бурильных труб: \[ d = D - 2 \cdot S = 0,14 - 2 \cdot 0,008 = 0,124 \) м. Высота подъема нефти в затрубном пространстве (на 100 м выше места прихвата): \[ H_1 = H - L_{н.п.} + 100 = 2750 - 2450 + 100 = 400 \) м. Высота столба нефти в трубах (принимаем по условию для периодических подкачек): \[ H_2 = 200 \) м. 3. Расчет необходимого объема нефти для ванны: Объем нефти \( V_н \) складывается из объема в затрубном пространстве и объема в трубах: \[ V_н = 0,785 \cdot (D_{скв}^2 - D^2) \cdot H_1 + 0,785 \cdot d^2 \cdot H_2 \] \[ V_н = 0,785 \cdot (0,21^2 - 0,14^2) \cdot 400 + 0,785 \cdot 0,124^2 \cdot 200 \] \[ V_н = 0,785 \cdot (0,0441 - 0,0196) \cdot 400 + 0,785 \cdot 0,015376 \cdot 200 \] \[ V_н = 0,785 \cdot 0,0245 \cdot 400 + 2,41 \approx 7,69 + 2,41 = 10,1 \) м³. 4. Расчет объема бурового раствора для продавки: \[ V_{пр} = \frac{\pi \cdot d^2}{4} \cdot (H - H_2) \] \[ V_{пр} = 0,785 \cdot 0,124^2 \cdot (2750 - 200) \] \[ V_{пр} = 0,01207 \cdot 2550 \approx 30,78 \) м³. 5. Определение максимального давления при закачке: Давление из-за разности плотностей: \[ p_1 = \frac{H_1 \cdot (\rho_{б.р.} - \rho_н)}{100} = \frac{400 \cdot (1,25 - 0,8)}{100} \cdot 10 = 1,8 \text{ МПа} \] (Примечание: в формуле на слайде деление на 100 дает результат в кгс/см², для МПа корректируем расчет). Давление на преодоление гидравлических потерь: \[ p_2 = 0,001 \cdot H + 8 = 0,001 \cdot 2750 + 8 = 10,75 \text{ МПа} \] Общее давление: \[ p = p_1 + p_2 = 1,8 + 10,75 = 12,55 \text{ МПа} \] 6. Определение подачи насоса агрегата ЦА-300: Принимаем мощность \( N = 120 \) кВт, КПД \( \eta = 0,635 \). \[ Q = \frac{10,2 \cdot \eta \cdot N}{p \cdot 10} = \frac{10,2 \cdot 0,635 \cdot 120}{12,55 \cdot 10} \approx \frac{777,24}{125,5} \approx 6,19 \text{ дм³/с} \] Ответ: Для проведения нефтяной ванны необходимо \( 10,1 \) м³ нефти; объем продавки \( 30,78 \) м³; максимальное давление \( 12,55 \) МПа; ожидаемая подача насоса \( 6,19 \) л/с.