Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб
In clause results of bench researches of losses of a pressure in boring pipes wich various internal diameter are resulted at various charges drilling fluid liquids.
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2006
|
| Назва видання: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134484 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб / С.В. Гошовський, А.О. Кожевников, Ю.Л. Кузін, О.А. Лексиков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 80-85. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-134484 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1344842018-06-14T03:05:54Z Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб Гошовський, С.В. Кожевников, А.О. Кузін, Ю.Л. Лексиков, О.А. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения In clause results of bench researches of losses of a pressure in boring pipes wich various internal diameter are resulted at various charges drilling fluid liquids. 2006 Article Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб / С.В. Гошовський, А.О. Кожевников, Ю.Л. Кузін, О.А. Лексиков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 80-85. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134484 622.244.44 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| spellingShingle |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Гошовський, С.В. Кожевников, А.О. Кузін, Ю.Л. Лексиков, О.А. Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
In clause results of bench researches of losses of a pressure in boring pipes wich various internal diameter are resulted at various charges drilling fluid liquids. |
| format |
Article |
| author |
Гошовський, С.В. Кожевников, А.О. Кузін, Ю.Л. Лексиков, О.А. |
| author_facet |
Гошовський, С.В. Кожевников, А.О. Кузін, Ю.Л. Лексиков, О.А. |
| author_sort |
Гошовський, С.В. |
| title |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| title_short |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| title_full |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| title_fullStr |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| title_full_unstemmed |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| title_sort |
стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134484 |
| citation_txt |
Стендові гідравлічні випробування макету бурильних труб / С.В. Гошовський, А.О. Кожевников, Ю.Л. Кузін, О.А. Лексиков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 80-85. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT gošovsʹkijsv stendovígídravlíčníviprobuvannâmaketuburilʹnihtrub AT koževnikovao stendovígídravlíčníviprobuvannâmaketuburilʹnihtrub AT kuzínûl stendovígídravlíčníviprobuvannâmaketuburilʹnihtrub AT leksikovoa stendovígídravlíčníviprobuvannâmaketuburilʹnihtrub |
| first_indexed |
2025-07-09T20:57:59Z |
| last_indexed |
2025-07-09T20:57:59Z |
| _version_ |
1837204431565750272 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
80
УДК 622.244.44
С. В. Гошовський1, А. О. Кожевников2, доктора техн. наук;
Ю. Л. Кузін2, канд. техн. наук; О. А. Лексиков, інж.
1УкрДГРІ, м. Київ, Україна
2Національний гірничій університет, м. Дніпропетровськ, Україна
СТЕНДОВІ ГІДРАВЛІЧНІ ВИПРОБУВАННЯ МАКЕТУ
БУРИЛЬНИХ ТРУБ
In clause results of bench researches of losses of a pressure in boring pipes wich various in-
ternal diameter are resulted at various charges drilling fluid liquids.
Постановка проблеми
У процесі розробки раціональної технології буріння виникає необхідність у визначен-
ні оптимальних режимів промивання свердловин. Практично усі види обертального буріння
супроводжуються рухом промивальної рідини по бурильних трубах до свердловини, що пе-
реборює розподілений опір тертя по довжині, а також місцеві опори, зв'язані зі зміною (рап-
тові розширення і звуження) діаметрів. На подолання сил опору руху промивальної рідини
затрачається значна енергія.
Виділення невирішених проблем
Проблему підвищення продуктивності трубопроводу можна вирішити збільшенням
потужності застосовуваного насосного устаткування. Однак це пов’язане з технічними труд-
нощами і вимагає додаткових капіталовкладень. Тому визначення гідравлічних характери-
стик застосовуваних бурильних колон при існуючих насосних установках дозволяє виробити
оптимальну гідравлічну програму промивання свердловини.
Ціль
Ціллю даної роботи є проведення досліджень бурильних труб різного внутрішнього
діаметру з метою встановлення залежностей втрат тиску промивної рідини при проходженні
нею крізь труби, а також коефіцієнта гідравлічного опору у залежності від подачі промивної
рідини.
Виклад основного матеріалу
1.1. Експериментальний стенд.
Стендові гідравлічні дослідження проводились на 3-х макетах бурильних труб, які ма-
ли внутрішній діаметр 15, 20 та 25 мм відповідно. Довжина дослідних зразків бурильних
труб складала 3 м. Промивна рідина – технічна вода.
Дослідження проводились на стенді (рис. 1), що складається з горизонтального трьох-
плунжерного одинарної дії насосу НБ -5 (НБ – 320/105) (1) та експериментального трубопро-
воду (4).
При діаметрі експериментального трубопроводу 15 – 25 мм необхідна довжина водо-
зливу складала не менш 1 м. Експериментальна ділянка знаходилася на відстані не менш 50
dвн від заспокоювача, щоб виключити різні місцеві впливи та порушення рівномірності роз-
поділу потоку.
Вимір тисків на експериментальному трубопроводі проводився за допомогою трубча-
тих манометрів 2 і 3, призначених для технічних вимірів тиску при максимальному значенні
до 5 МПа. Контроль виміру витрат промивної рідини здійснювали за допомогою мірного
баку та секундоміру.
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
81
М
М М
1 2 34
5
Забір води насосом 1 здійснювали з зумпфа 5.
Рис. 1. Лабораторний експериментальний стенд:
1 – Горизонтальний трьох плунжерний насос НБ - 5; 2 – Манометр Р=10 кг/см2;
3 – Манометр Р=6 кг/см2; 4 – Експериментальний трубопровід; 5 – Зумпф.
1.2. Методика проведення стендових випробувань.
Методика проведення досліджень була наступна. Змінюючи витрати води щляхом
зміни швидкості роботи насоса, визначали за допомогою витратоміра і мірного бака обсяг
рідини V, що витікає з труби та час наповнення бака t. Встановлювали конкретну постійну
витрату води (Q) і підраховували середню швидкість руху v води в трубопроводі.
;
t
V
Q (1.1)
,
F
Q
v (1.2)
де V обсяг промивної рідини у баці, м3;
F площа поперечного внутрішнього перетину труби, м2;
t час наповнення бака, с.
А по знайденій витраті Q обчислювали значення та V визначали число Рейнольдса
Re.
За різницею показань Р1 і Р2 пружинних манометрів визначали втрату напору на діля-
нці експериментального трубопроводу
21 РРР . (1.3)
Підраховували досліджене значення коефіцієнта гідравлічних опорів по формулі Дар-
сі
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
82
2
2
vL
dg
Роп
. (1.4)
При циркуляції промивної рідини по бурильним трубам виникають витрати напору по
довжині, що витрачаються на подолання гідравлічного тертя між прошарками рідини і стін-
ками труб.
З формули (1.1) можна знайти коефіцієнт , що є безрозмірною змінною величиною,
яка залежить від діаметра труби, шорсткості її стінок, в’язкості і швидкості руху рідини.
При ламінарному плині рідини коефіцієнт визначають по формулі Пуазейля [1]
Re
64
, (1.5)
де Re – число Рейнольдса:
,Re
dV
(1.6)
де кінематична в’язкість рідини, що залежить від температури, м2/с.
При турбулентному режиму руху визначають по формулі Блазіуса [2]
4 Re
3164,0
. (1.7)
Результати проведених вимірювань витрат тиску наведені у табл. 1.
Таблиця 1. Виміри подачі промивної рідини та витрат тиску
Подача
промивної рі-
дини Q, л/хв
Тиск на
вході у трубу
Р1·105, Па
Тиск на
виході з труби
Р2·105, Па
Витрати
тиску на дов-
жині труби
Р·105, Па
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, I швидкість насосу
32 0,3 0,15 0,15
32 0,35 0,15 0,2
32 0,35 0,15 0,2
32 0,33 0,15 0,183
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, II швидкість насосу
50 0,8 0,4 0,4
53,57 0,8 0,35 0,45
52,17 0,8 0,35 0,45
51,913 0,8 0,367 0,433
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, III швидкість насосу
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
83
100 2,3 1,25 1,05
100 2,5 1,3 1,2
100 2,5 1,3 1,2
100 2,43 1,283 1,15
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, I швидкість насосу
31,915 0,05 0,025 0,025
31,746 0,05 0,025 0,025
31,746 0,05 0,025 0,025
31,802 0,05 0,025 0,025
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, II швидкість насосу
51,724 0,15 0,05 0,1
50,874 0,15 0,05 0,1
50,000 0,15 0,05 0,1
50,866 0,15 0,05 0,1
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, III швидкість насосу
96,774 0,45 0,15 0,3
96,774 0,45 0,15 0,3
96,774 0,48 0,15 0,33
96,774 0,46 0,15 0,31
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, I швидкість насосу
31,915 0,02 0,01 0,01
31,915 0,02 0,01 0,01
31,746 0,02 0,01 0,01
31,859 0,02 0,01 0,01
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, II швидкість насосу
50,000 0,12 0,05 0,07
50,847 0,12 0,05 0,07
50,847 0,12 0,05 0,07
50,564666 0,12 0,05 0,07
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, III швидкість насосу
100,000 0,38 0,25 0,13
96,774 0,35 0,25 0,10
96,774 0,35 0,25 0,10
97,849 0,36 0,25 0,11
Результати розрахунків λ і Re по даним вимірювань, що наведені у табл. 1.1, подають-
ся у табл. 2.
Таблиця 2. Розрахункові значення λ і Re для експериментальних труб
Витрати
промивної рі-
дини Q, л/хв
Швид-
кість руху про-
мивної рідини
v, м/с
Коефіці-
єнт гідравліч-
них опорів λ
Re
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, I швидкість насосу
32 3,018 0,016 44822
32 3,018 0,022 44822
32 3,018 0,022 44822
32 3,018 0,02 44822
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, II швидкість насосу
50 4,716 0,018 70040
53,6 5,055 0,018 75074
52,17 4,920 0,018 73069
51,923 4,897 0,018 72728
Труба з внутрішнім діаметром 15 мм, III швидкість насосу
100 9,4314 0,012 140070
100 9,4314 0,013 140070
100 9,4314 0,013 140070
100 9,4314 0,013 140070
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
84
Продолжение табл. 2.
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, I швидкість насосу
31,915 1,693 0,011 33524
31,746 1,684 0,011 33347
31,746 1,684 0,011 33347
31,802 1,687 0,011 33406
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, II швидкість насосу
51,724 2,744 0,017 54337
50,874 2,699 0,018 53446
50,000 2,652 0,019 52515
50,866 2,699 0,018 53446
Труба з внутрішнім діаметром 20 мм, III швидкість насосу
96,774 5,134 0,015 101663
96,774 5,134 0,015 101663
96,774 5,134 0,015 101663
96,774 5,134 0,015 101663
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, I швидкість насосу
31,915 1,084 0,017 25743
31,915 1,084 0,017 25743
31,746 1,078 0,017 26683
31,859 1,082 0,017 26782
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, II швидкість насосу
50,000 1,698 0,050 42030
50,847 1,726 0,048 42723
50,847 1,726 0,048 42723
50,564666 1,717 0,0485 42500
Труба з внутрішнім діаметром 25 мм, III швидкість насосу
100,000 3,395 0,023 84035
96,774 3,286 0,019 81337
96,774 3,286 0,019 81337
97,849 3,322 0,020 82228
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0 20 40 60 80 100 120
Подача промивної рідини, л/хв
В
и
тр
ат
и
т
и
ск
у
н
а
1
м
,
М
П
а
Рис. 2. Залежність витрат тиску від подачі промивної рідини для труб
з внутрішнім діаметром 15 мм.
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
85
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0 20 40 60 80 100 120
Подача промивної рідини, л/хв
В
и
тр
ат
и
т
и
ск
у
н
а
1
м
,
М
П
а
Рис. 3. Залежність витрат тиску від подачі промивної рідини для труб
з внутрішнім діаметром 20 мм.
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0,0035
0,004
0 20 40 60 80 100 120
Подача промивної рідини, л/хв
В
и
тр
ат
и
т
и
ск
у
н
а
1
м
,
М
П
а
Рис. 4. Залежність витрат тиску від подачі промивної рідини для труб
з внутрішнім діаметром 25 мм.
Висновки
У результаті проведених досліджень встановлено, що при збільшенні подачі промив-
ної рідини при застосуванні бурильних труб одного внутрішнього діаметру втрати тиску збі-
льшуються прямо пропорційно збільшенню подачі промивної рідини. Встановлені
залежності між подачею промивної рідини і витратами тиску.
Література
1. Ганджумян Р. А. Практические расчеты в разведочном бурении. – М.: Недра,1986.
253 с.
2. Чугаев Р. Р. Гидравлика. – Л.: Энергия, 1975. 600 с.
Надішла 17.07.2006 р.
|