Дано: H = 1700 м – глубина скважины, ρж = 900 кг/м3 – плотность жидкости в

Дано: H = 1700 м – глубина скважины, ρж = 900 кг/м3 – плотность жидкости в скважине, υ = 350*10-6 м2/c - dНКТ = 89 мм – диаметр НКТ, n = 150 кг – количество наполнителя в 1 м3 жидкости , Q = 26 л/с, Β = 200 – усредненный угол кривизны скважины, Pгидр. разрыва-? – определить давление гидроразрыва.

Плотность жидкости содержащей наполнитель (песок и т.п.) подсчитывается как средневзвешенное значение:
ρ = ρж*1-nρн+n
где:
ρн = 2650 кг/м3 – плотность наполнителя (песка),
ρ =900*1-1502650+150 = 999 кг/м3
Гидравлическое давление столба жидкости определим по формуле:
Pст = ρ*g*H*cosβ
Pст = 999*9.8*1700*cos200 = 15.64 МПа
Давление гидроразрыва определи по формуле:
Pр=1.32-1.97* Pст
Pр=1.9* 15.64 = 29.17 МПа
Предварительно найдем число Рейнольдса и λ по формуле:
Re = V*dвнυ
Где dвн = 0.078 м – внутренний диаметр труб НКТ
V-скорось жидкости в НКТ:
V=Q(м3/с)0.785*dвн2 =26*10-30.785*0.0782 = 5.44 м/с
Re = 5.44 *0.078350*10-6 = 1212
λ = 64Re= 641212 = 0.052
Поправочный коэффициент α найдем по рис . V.3 (по А.М. Юрчуку): α=1.1
Потери на трение в НКТ найдем по формуле:
Pтр= λ*H*V2dвн*2*106*ρ*α
Pтр= 0.052*1700*5.4420.078*2*106 *999*1.1= 35.16 МПа
Давление на устье скважины:
Pу= Pр+Pтр-Pст
Pу= 29.17+35.16-15.64 = 48.69 МПа
Рассчитаем вес колоны НКТ по формуле:
Pкол =q*g*H*cosβ
q = - масса одного погонного метра НКТ
Pкол =11.33*9.81*1700*cos200 = 177 кН
Определим осевые напряжения от веса колонны НКТ:
σz= Pколf
Где f = 0.785*(D2-d2) = 0.785*(0.0892-0.0782) = 0.00144 м2 – площадь поперечного сечения тела НКТ.
Следовательно:
σz= 1770000.00144 = 122.9*106 Н/м2 = 122.9 МПа
Определим окружное напряжение от внутреннего давления по формуле:
σt= Pу*D2*δ
Где δ=0.0055 мм – толщина стенки НКТ.
σt=48.69*0.0892*0.0055 = 393.9 МПа
Определим эквивалентное напряжение в НКТ:
σэкв=σz2+σt2-σz*σt
σэкв=122.92+393.92-122.9*393.9 = 349 МПа
Выбираем НКТ группой прочности “K”: σт = 491 МПа, η = 491/349=1.4

. V.3 (по А.М. Юрчуку): α=1.1
Потери на трение в НКТ найдем по формуле:
Pтр= λ*H*V2dвн*2*106*ρ*α
Pтр= 0.052*1700*5.4420.078*2*106 *999*1.1= 35.16 МПа
Давление на устье скважины:
Pу= Pр+Pтр-Pст
Pу= 29.17+35.16-15.64 = 48.69 МПа
Рассчитаем вес колоны НКТ по формуле:
Pкол =q*g*H*cosβ
q = - масса одного погонного метра НКТ
Pкол =11.33*9.81*1700*cos200 = 177 кН
Определим осевые напряжения от веса колонны НКТ:
σz= Pколf
Где f = 0.785*(D2-d2) = 0.785*(0.0892-0.0782) = 0.00144 м2 – площадь поперечного сечения тела НКТ.
Следовательно:
σz= 1770000.00144 = 122.9*106 Н/м2 = 122.9 МПа
Определим окружное напряжение от внутреннего давления по формуле:
σt= Pу*D2*δ
Где δ=0.0055 мм – толщина стенки НКТ.
σt=48.69*0.0892*0.0055 = 393.9 МПа
Определим эквивалентное напряжение в НКТ:
σэкв=σz2+σt2-σz*σt
σэкв=122.92+393.92-122.9*393.9 = 349 МПа
Выбираем НКТ группой прочности “K”: σт = 491 МПа, η = 491/349=1.4