下面是关于钻头压降计算的文章中摘录的一些资料,仅作参考
计算钻头压降的数值是相对比较简单的,主要是确定多大喷嘴比较合适是一个比较复杂的过程,其中涉及到井深、钻具组合、泥浆性能参数、井下PDM、LWD、MWD等工具的压降等等,这个有比较专业的软件来做,我这里把一些资料也铁道这里,你有时间可以好好看看是怎么个过程。
钻井水力学.pdf (3184 K) 下载次数:16 ,你所在用户组没有附件下载权限 常规钻头都有一组喷嘴(通常有三个),流体从喷嘴中高速喷出。喷射速度可通过下式表示:
(6-2)
其中:vj —— 喷速
Q —— 体积流量
An —— 喷嘴总面积
即使喷嘴大小不同,但通过每个喷嘴的流速是相同的。流体通过喷嘴的流速仅仅取决于通过喷嘴的总压力降,流体密度以及喷嘴系数。速度和单个的喷嘴直径无关。
计算喷嘴压力损失的标准公式为:
(6-3)
其中:
—— 通过喷嘴的压力降
Cv—— 速度系数
ρ —— 流体密度
Vj—— 喷嘴速度
喷嘴出口处因紊流所引起的压力损失为:
(6-4)
其中
—— 由于紊流引起的压力损失
Co—— 出口系数
ρ —— 流体密度
Vj—— 喷速
系数Cv和Co可由经验确定,这取决于喷嘴的形状。固定喷嘴的方形出口系数Co为1。这样,将方程6-3和方程6-4相加:
(6-5)
其中:
—— 通过钻头的总压力损失
假设钻头喷嘴的速度系数Cv=0.95。
注意到由方程6-4和方程6-5 表明,钻头总压力损失的90%的都是由出口的紊流产生的,只有10%的压力损失在喷嘴内。在设计钻头喷嘴时,应尽可能多的将压力的损失用在破碎岩层上。
钻头压力损失计算的重要应用有:
● 使工程师们能够选择喷嘴大小以优化钻头上水力功率或冲击力。这有利于碎屑的运移和井底的清洁。
● 结合钻柱和环空压力损失的计算,提供了一种将实测立管压力与计算出来的总压力降向比较的方法;这样可以估算出泵的体积效率。体积效率的下降通常是泵失效的信号。
非常规的钻头如聚晶金刚石钻头的压力降可用方程6-2和方程6-5计算。非常规钻头的喷嘴要比普通钻头多,但计算方法都相同。
遗憾的是,还不能常用金刚石钻头或取心钻头的压力降。因为它们的压力不仅是钻头设计、循环参数的函数,而且还与钻压和地层特征有关。从立管压力中减去所有其它计算的压力损失就可得到钻头压力降。但是,如果钻头工作在容积式马达下,这种方法不能用。