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《熱電分廠×t_h鍋爐脫硝工程可研報(bào)告》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、連續(xù)油管鉆井水力參數(shù)理論計(jì)算連續(xù)油管鉆井水力計(jì)算實(shí)例分析一、計(jì)算原始參數(shù)?0.188")?3500m,級別CT80。CT規(guī)格:?73?4.8mm(27"滾筒尺寸(底徑x內(nèi)寬x輪緣):?2600?2450??4200mm采用老井加深工藝,原井筒1500m(5-1/2”和7”套管)加深鉆井1000m和2000m,參考大量實(shí)例,鉆頭采用4-3/4”和6-1/8’牙輪鉆頭或PDC鉆頭,螺桿馬達(dá)采用3-3/4”和4-3/4”規(guī)格。鉆井液采用清水和一種水基泥漿(ULTRADRIL鉆井液),其流體參數(shù)為:ρl=1180kg/m3,n=0.525
2、64,k=0.8213Pa.sn,粘度為45.5mPa.s。二、泵壓計(jì)算P泵??PCT盤??PCT直??P管匯??P工具??P鉆頭??P環(huán)空(一)管內(nèi)壓降計(jì)算模型CT內(nèi)流體的摩阻損失通常表示為壓力降低的形式,即:L?v2?Pf?2fd中L和d分別是管長和管徑,v是管內(nèi)的平均速度,f是范寧Fanning摩擦因子,它與流體的雷諾數(shù)、管壁的粗糙度等因素有關(guān)。(二)清水(牛頓流)介質(zhì)管內(nèi)摩阻計(jì)算1.雷諾數(shù)計(jì)算及狄恩數(shù)計(jì)算NRe??d?式中,NRe為雷諾數(shù),無量綱;?為液體密度,kg/m3;?為循環(huán)介質(zhì)在管路中的平均流速,m/s;d為模擬連
3、續(xù)油管內(nèi)徑,m;?為牛頓流體的動力粘度,Pa*s;狄恩數(shù)(Dean)是研究彎管流動阻力的基本無量綱數(shù):NDe?N其中r0為連續(xù)油管內(nèi)徑,R為連續(xù)油管彎曲半徑,NRe為雷諾數(shù)。2.直管摩阻系數(shù)計(jì)算模型(1)層流對于直管,范寧摩阻系數(shù)可用如下公式計(jì)算:(2)紊流對管內(nèi)單向流摩阻系數(shù)公式進(jìn)行了分析,當(dāng)不考慮管粗糙度,在紊流光滑區(qū)(3*103<NDe<3*106),采用Miller公式:?1.8lgNRe?1.53fSL?16NRe對一定的相對粗糙度,雷諾數(shù)影響不能忽略??刹捎孟率絹泶_定光滑區(qū)上限,即進(jìn)入混合摩擦區(qū)的雷諾數(shù)下限
4、。NRe1?59.7?2??8/7對于商用鋼管,絕對粗糙度:ks=0.00186”=0.047244mm,則相對粗糙度ε=ks/d。王彌康等推薦的公式:(3)過渡流按照過渡流雷諾數(shù)上下限(2100和2900)分別計(jì)算后插值計(jì)算。3.盤管摩阻系數(shù)計(jì)算模型(1)層流(2)紊流?5.0452?1.10987.1490.8961??2lg[?lg(?())]3.7065NRe2.8257NRefCL?fSL0.556??(3)過渡流rfCL?fSL?0.0075[0]0.5R對于過渡流可采用如下Srinivasan公式:fCL1.8?r0
5、????NRe0.5?R?0.25對于臨界雷諾數(shù)的計(jì)算模型:?0.5??r0??NRe?2100?1?12???cr??R?????Srinivasan等將連續(xù)油管內(nèi)流態(tài)分為3類,即層流30<NDe<300,過渡流300<NDe<(NDe)cr,紊流(NDe)cr<NDe<14000。連續(xù)油管盤在滾筒上,按照多層纏繞的平均彎曲半徑計(jì)算.(三)水基泥漿(非牛頓流)管內(nèi)摩阻計(jì)算1.廣義雷諾數(shù)計(jì)算計(jì)算對于廣義雷諾數(shù)的計(jì)算有:NRegdnv2?n??4n???n?1?k8?3n?1?nK為流變系數(shù),n為
6、流型指數(shù)。臨界廣義雷諾數(shù):?NRe?crg?3470?1370nNReg?NRe(crg)為層流,NReg?4270?1370n為紊流,二者之間為過渡流。2.直管摩阻系數(shù)計(jì)算模型(1)層流(2)紊流fSL?abNRegfSL?16NReglgn?3.93501.75?lgnb?7a?(3)過渡流計(jì)算同牛頓流。3.盤管摩阻系數(shù)計(jì)算模型(1)層流(2)紊流系數(shù)a,b同上。(3)過渡流計(jì)算同牛頓流。(四)環(huán)空摩阻計(jì)算此時(shí)采用直管的摩阻系數(shù)計(jì)算即可,公式如下。?Pf?2f環(huán)空L?v環(huán)空2d套內(nèi)-dCT外fCL5.22?r0R??NReg0
7、.3fCL1.06a?NReg0.8b?r0????R?0.11.清水雷諾數(shù)計(jì)算公式如下:NRe??(d套內(nèi)-dCT外)?環(huán)空?2.水基泥漿此時(shí)廣義雷諾數(shù)計(jì)算公式為:NRegn2?n(d套內(nèi)-dCT外)v環(huán)空??4n?n???k12?3n?1?層流,摩阻系數(shù)采用前述的層流公式:(五)含磨粒摩阻梯度系數(shù)計(jì)算模型對于含磨粒情況,考慮在計(jì)算的摩阻梯度前乘上一個(gè)磨粒摩阻梯度系數(shù)M。對于層流:對于過渡流:對于紊流:M1??r0.6?r0.4M2??r0.5?r0.5M3??r0.2?r0.8其中?r和?r分別為相對粘度和相對密度。其中?r可
8、用如下公式表示:?r1?1???s/?L?1?Cv?r2??1???CP???L??CP?1??S????其中?s和?L分別為砂粒和液體密度,Cv和CP分別為砂粒和凝膠的體積分?jǐn)?shù)。對牛頓流:其中?r可用如下公式表示:?r1?1?2.5Cv?10.0