Главная | Обратная связь

Гидроаэромеханика при бурении

Кафедра бурения скважин

 

 

Расчетно-графическое задание по дисциплине

 

Гидроаэромеханика при бурении

 

 

Тема: «Температурный режим алмазной коронки»

 

Выполнил: студент гр.РТ-10Яковлев С.А.

 

 

Проверил: доцент Блинов П.А.

 

 

Санкт-Петербург

исходные данные

Глубина скважины H =600 м;

Диаметр скважины D = 112 мм;

Наружный диаметр колонковой трубы мм;

Толщина стенки колонковой трубы мм;

Расход бурового раствора Q = 0,00118 м³/с;

Наружный диаметр бурильных труб d = 68 мм;

Плотность бурового раствора ρ = 1000 кг/м³ (вода).

 

необходимые расчеты

По формуле Кудряшова определяем температуру торца коронки:

, где

t_Т – температура торца коронки, ⁰С.

t₀ – условная температура пород у поверхности, ⁰С, t₀=15⁰С

k_Н – безразмерный коэффициент нагрева коронки, характеризующий распределение теплового потока в горной породе и в теле коронки;

k_Н = 0,87 ÷ 0,93.

N – мощность, которая затрачивается на забое, Вт;

N = 5000 Вт.

α_Н – коэффициент теплоотдачи между коронкой и стенкой скважины;

α_ВН – коэффициент теплоотдачи между внутренней поверхностью коронки и керном.

Т.к. в данной лабораторной работе используется водный раствор, то формула для определения коэффициентов теплоотдачи следующая:

, где

Re – число Рейнольдса;

, где

V₁ – скорость внутри породоразрушающего инструмента, м/с;

, где

d₁ – внутренний диаметр бурильных труб, м;

, где

δ – толщина стенки, δ = 9 мм.

;

.

D_э – эквивалентный диаметр породоразрушающего инструмента, м.

В данном случае , где

- наружный диаметр коронки, м.

Т.к. ;

;

, где

- внутренний диаметр коронки, м.

Т.к. ;

d_к – диаметр керна, м;

.

Pr – критерий Прандля;

Pr =

λ – коэффициент теплопроводности промывочного агента, Вт/м*⁰С;

.

;

.

λ_к – коэффициент теплопроводности материала коронки, Вт/м*⁰С;

λ_к = 50 Вт/м*⁰С.

G – массовый расход бурового раствора, кг/с;

G = 1,18 кг/с.

с – удельная массовая теплоемкость бурового раствора;

с = 4000 Дж/кг*⁰С.

σ – геотермический коэффициент, ⁰С/м;

σ = 0,03 (⁰С/м).

Н – глубина скважины, м;

H = 600 м.

t₀ – температура горной породы у поверхности, ⁰С;

t₀ = 5 ⁰C.

полученное значение температуры торца коронки