Дәріс 9 ЦИРКУЛЯЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕ

БҚ ЦЖ-не сорап-ұңғы түбі-сорап шеңбері бойымен бірнеше рет бұрғылау сұйықтығының циркуляциясы арқылы ұңғыманы жууды қамтамасыз ететін жер бетіндегі құрылғылары мен құрылымдар кіреді. Бірнеше қатар тұйық циркуляция химиялық компоненттер мен басқа да бұрғылау сұйықтығының құрамына кіретін бағалы материалдардың шығынын азайтып, айтарлықтай экономикалық табыс береді.

БҚ ЦЖ келесі негізгі функцияларды орындайтын бір бірімен өзара байланысқан құрылғылар мен құрылымдардан тұрады:

- дайындау;

- тазарту;

- бұрғылау сұйықтығын айдау және физика-химиялық құрамын жедел реттеу.

БҚ ЦЖ сонымен қатар сораптың сорушы және айдаушы желілері, ертіндіні сақтауға арналған ыдыстар, желобтар, бақылау-өлшеу құралдары және т.б. жатады. БҚ ЦЖ жеке блоктардан монтаждалады, олар БҚ жинағына кіреді. Жасалудың блокты түрі ЦЖ шағындылығын қамтамасыз етеді және техникалық қызмет көрсету мен монтажды жеңілдетеді.

БҚ ЦЖ қойылатын ең маңызды талаптар – сапалы дайындау, бұрғылау ерітіндісінің құрамының геолого-техникалық шарттарына және физико-химиялық құрамын бақылау мен реттеу. Осы талаптарды орындағанда бұрғылаудың жоғары жылдамдығына жетіп және ұңғымадағы көптеген апаттар мен қиындықтардың алды алынады.

Қондырғылардың өнімділігі өз уақытында қорды қалпына келтіріп отыруы керек.

Q = V + V_п

мұнда Q – бұрғылау ерітндісін дайындауға арналған қондырғының өнімділігі, м³/сағ;

     V – 1 сағатта бұрғыланған тау жынысының көлемі, м³;

     V_п – 1 сағаттағы бұрғылау ерітіндісінің шығындары – ұңғымадағы жұтулар мен тазарту кезіндегі ағулар, м³.

Жұтылу мен фильтрацияда кеткен шығындарды есептемегендегі ұңғыманы бұрғылауға кеткен ерітінді көлемі:

V_p = V_скв + V¢_п

мұнда, V¢_п – жүргізу кезіндегі ертінді шығындары;

V_скв – ұңғыманың максимал көлемі.

       V¢_п –бұрғыланған тау жыныстары - V көбейген сайын және ерітіндіні тазарту кезінде өседі.

Бұрғылау ерітндісінде сазды бөлшектердің шамадан тыс көп болуы бұрғылау жылдамдығын азайтады.

Қатты фазаның ерітіндідегі құрамын 1% жоғарылатқанда қашау жұмысның көрсеткіштері 7-10% азаяды.

Бұрғыла ерітіндісінің оңтайлы құрамын сақтап тұру үшін бұрғыланған тау жынысы, құм және ылайдың бөлшектері 5 мкм-н аспауы керек.

Ертіндіні дайындағанда максималды түрде автоматтандырылу керек.

Ұңғыманы тиімді жууды қамтамасыз ету үшін сораптың бұрғылау ерітіндісінің берілген параметріндегі берілісі мен қысымын анықтау керек.

Жуудың интенсивтілігін сипаттайтын меншікті беріліс тәжірибелік көрсеткіштерге қарап алынады. 191 мм қашау үшін меншікті беріліс 7-8 л/(с*дм²) және 269-295 мм үшін – 6,5-7 л/(с*дм²). Гидравликалық түптік қозғалтқыштармен бұрғылаған кезде берілістің мөлшері қолданылатын турбобұрғы немесе винттік қозғалтқыштың жұмыс сипаттамасына байланысты алынады.

Сораптың шыға беріс қысымы ұңғыманы жуу кезінде манифольдтағы, бұрғылау тізбегіндегі және құбыр сыртындағы сақиналы кеңістіктегі гидравликалық кедергілердің алдын алуға кеткен қысым шығындарына байланысты. Қысымның толық шығыны жуу сұйықтығының циркуляциялық жүйесіндегі қысымның сызықтық және жергілікті шығындарының арифметикалық сомасымен анықталады:

                                ,                 

мұнда р – сораптың шыға берісіндегі жуу сұйықтығының қысымы;

 және сәйкесінше манифольдағы, бұрғылау тізбектеріндегі, УБТ, құлыпты байланыстардағы, қашаудағы, түптік қозғалтқыштағы және сақиналы кеңістіктегі қысым шығыны.

Тәжірибелік есептеулерде бұрғылау тізбегіндегі және құбыр сыртындағы кеңістіктегі сұйықтықтардың тығыздықтарындағы айырмашылық аз ғана болатындықтан статикалық қысымдардың айырмашылығын ескермейді.

Құбырлардағы гидравликалық кедергіге кеткен қысым шығынын Дарси-Вейбах формуласымен анықтайды (Па):

мұнда гидравликалық кедергі коэффициенті;

  сұйықтық тығыздығы, кг/м³;

   құбырлар ұзындығы, м;

   құбырлардың ішкі диаметрі, м;

   сұйықтық ағынының орташа жылдамдығы, м/с.

Гидравликалық кедергілер сұйықтық ағынының жалдамдығының квадратына пропорционал. Сондықтан Дарси-Вейбах формуласымен орнатылған кедергі заңын квадраттық кедергі заңы деп атау қабылданған. Құбырлардағы сұйықтықтың оташа жылдамдығы:

,

мұнда сұйықтық шығыны, м³/с.

Жылдамдық мәнін формулаға қойсақ:

Егер  деп алсақ, онда (XIV.14) формуласын келесі түрде жазуға болады:

мұнда қысым жоғалтуының коэффициенті.

Алынған өрнекке сәйкес бұрғылау құбырларындағы қысымның жоғалуы (МПа):

мұнда жуу сұйықтығының берілуі, л/с;

  бұрғылау тізбегінің ұзындығы, м.

Турбобұрғының сатыларындағы қысымның жолғатуы

,

мұнда Q₁ – максимал қуат режиміндегі су шығыны, л/с;

  p₁ – турбобұрғының максимал қуат режиміндегі қысым ауысуы, МПа.

Q₁ және р₁ мәндері турбобұрғының техникалық сипаттамаларында көрсетілген [11].

Бұрғылау сорабымен берілетін пайдалы қуат әдетте киловаттпен беріліп, мына тәуелділікпен анықталады:

,

мұнда Q – сораптың берілісі, м³/с;

  p – сорап қысымы, Па.

Ұңғыма оқпанының әрбір келесі аймағын бұрғылаған кезде бұрғылау сорабының қысымы мен қуаты жуу сұйықтығы шығынының азаюына байланысты сатылы түрде түседі. Өйткені диаметрі кіші қашаумен бұрғылана бастайды. Қысым сонымен қатар шығынның квадратына пропорционал, ал сораптың қысымы – айдалатын сұйықтықтың кубына пропорционал:

Бірыңғай қуат пен бұрғылау сораптарының санын жуудың гидравликалық есебінен алады. Сенімді жуу жүйесін жасау үшін бұрғылау қондырғылары әдетте екі бұрғылау сорабымен жыбдықталады. Сонымен қатар біреуінің қуаты ұңғыманы пайдалану тізбегін бұрғылау үшін жеткілікті болуы қажет:

мұнда N_П – сораптың пайдалы қуаты;

N_Э.К, - пайдалану тізбегіне бұрғылаған кезде ұңғыманы жуу үшін қажетті қуат.

Сораптың индикаторлы ПӘК-і сораптағы гидравликалық және көлемдік жжоғалтуларды есептейді:

мұнда р — сораптың шыға беріс қысымы;

Q — сораптың берілісі;

 сораптағы гидравликалық кедергіні жеңуге кеткен шығындар;

сораптағы ағуларға байланысты беріліс жоғалтулары;

сораптың гидравликалық ПӘК-і;

сораптың көлемдік ПӘК-і.

Индикаторлы ПӘК-тің мәнін формуалға қойсақ:

мұнда 0,99 — мойнтіректердегі трансмиссия білігінің ПӘК-і;

  0,98— ілініс ПӘК-і;

  0.99 — мойынтіректердегі кривошипті біліктің ПӘК-і

  0,98 – шатунның үлкен головкасының ПӘК-і;

  0,97 – крейцкопфтың ПӘК-і;

  0,93 – поршеннің шток тығыздағышымен бірге алғандағы ПӘК-і.

Бұл жағдайда бұрғылау сорабының ПӘК-і:

Сорапты агрегаттың қуаты – құрамына сораптан басқа, қозғалтқыш және трансимиссия түйіндері кіретін сорап немесе сорапты агрегаттың тұтынатын қуаты:

мұнда сорапты агрегаттың трансмисиия ПӘК-і.

Сораптың камераларының толық толмауына байланысты оның берілісі  мәнге иедал берілісіті сипаттайтын сораптың жұмыс камераларының жұмыстық берілісінен кіші болады. бұл жоғалтулар толу коэффициентімен ескеріледі:

Толу коэффициенті сораптың ПӘК-іне әсер етпейді және есептеулер кезінде 0,9 алынады. Ағулар мен цилиндрлердің толуына байланысты ортақ жоғалтулар беріліс коэффициентімен ескеріледі:

Алынған өрнекте  сораптың мүмкіндіктерін толық пайдаланбау себебінен берілістің жоғалтуын, ал  ағулар себебінен жоғалған қуатты ескереді.

Сорапты жобалау кезіндегі маңызды сұрақтардың бірі – формуламен анықталатын берліген берілісті қамтамасыз ететін ұзындық, поршеннің жүріс саны мен диамтерін таңдау:

Қосәсерлі екіпоршенді сорап үшін:

Бірәсерлі үшпоршенді сорап үшін:

мұнда сорап берілісі, л/с;

  =0,9 — беріліс коэффициенті;

F— поршеннің көлденең қимасының ауданы, дм²,

f — штоктың көлденең қимасыныңы ауданы, дм²;

S — поршен жүрісінің ұзындығы, дм;

 — поршен жүрісінің жиілігі, мин^1-;

поршеннің орташа жылдамдығы, дм/с,

Тәжірибе көрсеткендей 400 мм ұзынжүрісті сораптар үшін жүріс саны поршеннің орташа жылдамдығымен шектеледі, ал қысқажүрістілердікі – рұқсат етілетін максимал үдеумен шектеледі.

Поршеннің жүріс ұзындығын келесі мәндер қатарынан таңдау ұсынылады: 80; 100; 125; 160; 200; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500 мм.

Поршень диаметрі:

- қосәсерлі екіпоршенді сорап үшін

- бірәсерлі үшпоршенді сорап үшін          

     мұнда d_Ш — шток диаметрі, дм.

Поршень диаметрін, цилиндрлі төлкелердің ішкі және сыртқы диаметрлері келесі сандар қатарына сәйкес келуі тиіс: 60; 70; 80; 90; 100; 110; 120; 125; 130; 140„ 150; 160; 170; 180; 190; 200; 210; 220; 230; 240; 250; 260; 270; 280 мм.

Цилиндрлі төлкенің ұзындығы

мұнда поршень ұзындығы, мм;

ұзындық қоры.

Цилиндрлі төлкенің ұзындық қоры =30÷50 мм кіру фаскасы үшін, сонымен қатар тозған тығыздағышты тарту және штоктың құраушы бөліктерінің толық бұралмауы кезінде компенсация үшін қолданылады. Ең кең таралған төлкелердің ұзындығы 590 және 630 мм, ал сыртқы диаметрлері сәйкесінше 230 және 200 мм. Олар қосәсерлі екіпоршенді сораптарда қолданылады. Жүрісі және поршень ұзындығы қысқарақ бірәсерлі үшпоршенді сораптар ұзындығы 350-400 мм төлкелермен жабдықталады.

Айдаушы және сорушы коллекторлардың диаметрлері сораптың ең үлкен берілісімен анықталады. Ағынның үзілмеу шартынан аламыз:

мұнда  және сорушы және айдағыш коллекторлардың диаметрі;

  және  сорушы және айдағыш коллекторлардағы сұйықтықтың орташа жылдамдығы.

Бұрғылау сораптарындағы сорушы және айдағыш коллеткорлардағы сұйықтықтың жылдамдығы  аралығында болады. Егер сору желісінде қосымша тіреу болса максимал жылдамдықтар жіберіледі.

Клпанның көтерілу биіктігі тәрелкенің тоқымға соққысыз отырғызылу шартынан анықталады:  мұнда  клапан тәрелкесінің максимал көтерілу биіктігі, мм; поршені жүрісінің жиілігі, мин^1- .

мұнда клапан тоқымының ішкі бұрышының диаметрі;

  клапанның көтерілу биіктігі;

құраушы мен конус осі арасындағы бұрыш (бұрғылау сорабының клапандары үшін 45 немесе 60˚ алынады). Клапандағы сұйықтық шығыны поршенді сораптың лездік берілісінің өзгеру графигіне сәйкес өзгереді. Сұйықтықтың үзілмеу шартынан алатынымыз:

мұнда F_П – поршень ауданы, м²,

r -кривошип радиусы, м;

клапан астынан өтетін сұйық ағынының шартты орташа жылдамдығы.

Қазіргі заманғы сораптарда диаметрі 145 мм клапандар көп қолданылады. Клапанның өтпелі қимасы арқылы өтетін сұйықтықтың орташа жылдамдығы 5-15 м/с. Пошеннің диаметрлері өскен сайын сораптың берілісі артып, сәйкесінше клапан арқылы өтетін сұйықтықтың жылдамдығы да артады. Сондықтан клапанның диаметрі сораптың ең үлкен берлісі арқылы есептеледі. Есептеу нәтижесінде алынған диаметр бойынша клапанның типтік құрылымын (ОСТ 26-02-1138 - 75) және клапанды қораптың байланыстыратын өлшедерін (ОСТ-26-02-1129 – 75) таңдайды.

Ұсынылатын әдебиеттер: нег. 1 [272-286]

Бақылау сұрақтары:

1. Берілісті реттеудің қандай тәсілдері бар, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері?

2. Бұрғылау тереңдігіне байланысты бұрғылау сорап қондырғысының қуатын қалай қолдану тиімді?

3.  Бұрғыла сораптарының монтаждауына қандай талаптар қойылады?

4. Бұрғылау сораптарын техникалық пайдалану талаптары?

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности