Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 19

 

 

4

2

н

D

L

V

H





 

где V

Н

 = объём ствола; 

D

Н

 = диаметр ствола или внутренний диаметр обсадной колонны; 1 

L  =  длина интервала. 
В  том  случае,  если  объём  определяётся  в  баррелях,  диаметр  ствола  в  дюймах,  а 

протяженность  интервалов  ствола  в  футах  (что  характерно  для  нефтяных  промыслов  США), 
формула принимает следующий вид: 

1029

2

н

D

L

V

H



 

Объёмы  необсаженных  стволов  и  обсадных    колонн  АНИ  приведены  в  табл.  1  и  2.  В 

табл. 3, 3А, 3В и приведены объёмы бурильных труб, УБТ  и НКТ типоразмеров АНИ. 
 

 
 
 
 
 
 
 

 

 

Таблица 2

 

Стандарты АНИ внутреннего объема обсадных колонн 

 

 

Размер 

Номинальный внешний 

диаметр 

Вес 

Фунт/фут 

Внутренний 

диаметр 

Дюймы 

Внутренний 

объем 

Барр/фут 

 

 

5 

11.50 

4.560 

.0202 

 

 

5 

13.00 

4.494 

.0196 

5 

15.00 

4.408 

.0189 

Таблица 1

 

Объем необсаженного ствола 

5 

18.00 

4.276 

.0178 

5-1/2 

14.00 

5.012 

.0244 

5-1/2 

15.50 

4.950 

.0238 

Диаметр дюйма 

Объем 
ствола 

барр/фут 

5-1/2 

17.00 

4.892 

.0232 

3-7/8 

.0146 

5-1/2 

20.00 

4.778 

.0222 

4-1/4 

.0175 

5-1/2 

23.00 

4.670 

.0211 

4-3/4 

.0219 

6 

18.00 

5.424 

.0285 

5-5/8 

.0308 

6 

20.00 

5.352 

.0278 

6 

.0350 

6 

23.00 

5.240 

.0266 

6-1/8 

.0365 

6-5/8 

20.00 

6.049 

.0355 

6-1/4 

.0380 

6-5/8 

24.00 

5.921 

.0341 

6-3/4 

.0443 

6-5/8 

28.00 

5.791 

.0326 

7-3/8 

.0528 

7 

17.00 

6.538 

.0415 

7-5/8 

.0565 

7

 

20.00 

6.456 

.0405 

7-7/8 

.0602 

7

 

23.00 

6.366 

.0393 

8-3/8 

.0681 

7

 

26.00 

6.276 

.0383 

8-1/2 

.0702 

7

 

29.00 

6.184 

.0371 

8-5/8 

.0723 

7

 

32.00 

6.094 

.0360 

8-3/4 

.0745 

7

 

35.00 

6.004 

.0350 

9-5/8 

.0900 

7

 

38.00 

5.920 

.0340 

9-7/8 

.0949 

7-5/8

 

24.00 

7.025 

.0479 

11 

.1175 

7-5/8

 

26.40 

6.969 

.0472 

12-1/4 

.1458 

7-5/8

 

29.70 

6.875 

.0459 

15 

.2186 

7-5/8

 

33.70 

6.765 

.0445 

17-1/2 

.2975 

7-5/8

 

39.00 

6.625 

.0426 

18 

.3147 

8-5/8 

24.00 

8.097 

.0637 

20 

.3886 

8-5/8 

28.00 

8.017 

.0624 

24 

.5595 

8-5/8 

32.00 

7.921 

.0610 

 

 

 

8-5/8 

36.00 

7.825 

.0595 

 

 

 

 

8-5/8 

40.00 

7.725 

.0579 

 

 

8-5/8 

44.00 

7.625 

.0565 

 

 

9-5/8 

32.30 

9.001 

.0787 

 

 

9-5/8 

36.00 

8.921 

.0773 

 

 

9-5/8 

40.00 

8.835 

.0758 

 

 

9-5/8 

43.50 

8.755 

.0745 

 

 

9-5/8 

47.00 

8.681 

.0732 

 

 

9-5/8 

53.50 

8.535 

.0708 

 

 

10-3/4 

32.75 

10.192 

.1009 

 

 

10-3/4 

40.50 

10.050 

.0981 

 

 

10-3/4 

45.50 

9.950 

.0962 

 

 

10-3/4 

51.00 

9.850 

.0943 

 

 

10-3/4 

55.50 

9.760 

.0925 

 

 

13-3/8 

48.00 

12.715 

.1571 

 

 

13-3/8 

54.50 

12.615 

.1546 

 

 

13-3/8 

61.00 

12.515 

.1522 

 

 

13-3/8 

68.00 

12.415 

.1497 

 

 

13-3/8 

72.00 

12.347 

.1481 

 

 

16 

65.00 

15.250 

.2259 

 

 

16 

75.00 

15.124 

.2222 

 

 

16 

84.00 

15.010 

.2189 

 

 

 

20 

94.00 

19.124 

.3553 

 

Таблица 3 

Внутренний объем-объем металла бурильных труб АНИ. 

Номинальный 

размер 

Внутренний 

диаметр 

Дюймы 

Вес 

Фунт/фут 

Внутренний объем 

Барр/фут 

Объем металла 

барр/фут 

2-3/8 

1.815 

6.65 

.0032 

.0023 

2-7/8 

2.151 

10.40 

.0045 

.0035 

3-1/2 

2.764 

13.30 

.0074 

.0045 

3-1/2 

2.602 

15.50 

.0066 

.0053 

4 

3.340 

14.00 

.0108 

.0047 

4-1/2 

3.820 

16.60 

.0142 

.0055 

4-1/2 

3.640 

20.00 

.0129 

.0068 

5 

4.276 

19.50 

.0178 

.0065 

5-1/2 

4.778 

21.90 

.0222 

.0072 

5-1/2 

4.670 

24.70 

.0212 

.0082 

6-5/8 

5.965 

25.20 

.0346 

.0081 

 

Таблица 3А 

Внутренний объем-объем металла УБТ. 

Внешний 

диаметр 

Дюймы 

Внутренний 

диаметр 

Дюймы 

Вес 

Фунт/фут 

Внутренний объем 

Барр/фут 

Объем металла 

барр/фут 

3.5 

1.5 

26.64 

.0022 

.0097 

4.125 

2 

34.68 

.0039 

.0126 

4.75 

2.25 

46.70 

.0049 

.0170 

5.75 

2.25 

74.70 

.0019 

.0272 

6 

2.25 

82.50 

.0049 

.0301 

6.25 

2.25 

90.60 

.0049 

.0330 

6.5 

2.8125 

91.56 

.0077 

.0333 

6.75 

2.25 

108.00 

.0049 

.0393 

6.75 

2.8125 

100.08 

.0077 

.0366 

7 

2.8125 

109.68 

.0077 

.0399 

7.25 

2.8125 

119.28 

.0077 

.0434 

7.75 

2.8125 

138.48 

.0077 

.0507 

8 

2.8125 

150.48 

.0077 

.0545 

 

 

 

Таблица 3В 

Внутренний объем  НКТ АНИ 

Номинальный 

размер

 

Внешний 

диаметр 

 

Внутренний 

диаметр 

Дюймы

 

Вес 

Фунт/фут

 

Внутренний объем 

Барр/фут

 

1-1/2 

1-15/16 

1.610 

2.75 

.0025 

2 

2-3/8 

1.995 

4.60 

.0039 

2-1/2 

2-7/8 

2.441 

6.40 

.0058 

3 

3-1/2 

2.992 

10.20 

.0087 

3-1/2 

4 

3.476 

11.0 

.0117 

4 

4-1/2 

3.958 

12.60 

.0152 

 

Объём затрубного пространства 

Объём  затрубного  пространства  имеет  чрезвычайно  большое  значение  при  расчёте 

времени  или  числа  ходов  поршня,  необходимых  для  подъёма  бурового  раствора  долота  до 
устья.  Это  время  обычно  называют  временем  прохождения  бурового  раствора  от  забоя  к 
устью. 

Объём затрубного пространства выражается следующей формулой: 

4

)

2

2

(



p

D

н

D

L

V

an





 

  где 

an

V

- объём затрубного пространства, 

         

p

D

- внешний диаметр бурильной колонны или УБТ. 

Если  использовать  размерные  величины,  применяемые  на  месторождениях  США,  то 

формула примет следующий вид: 

1029

)

2

2

(

p

D

н

D

L

V

an





 

 

Производительность насоса 

Существует  множество  различных  насосов,  однако  в  бурении  особое  значение  имеет 

показанный  на  рис.6  поршневой  насос.  Насосы  такого  типа  применяются  преимущественно 
для  закачивания  бурового  раствора.  Часто  применяется  двухцилиндровый  насос  двойного 
действия, показанный на рис.6. 

Один  ход  поршня  состоит  из полного  хода  поршня  вперед  и  назад  или  одного  полного 

оборота  коленчатого  вала,  т.к.  при  перемешивании  поршня влево  открывается  всасывающий 
клапан  и  цилиндр  заполняется  жидкостью.  Затем  при  обратном  перемещении  поршня  влево 
всасывающий  клапан  закрывается,  нагнетательный  клапан  открывается  возрастающим 
давлением и происходит поступление одной единицы объёма раствора. 

В  табл.  4  приведена  производительность  трехцилиндровых  насосов,  а  в  табл.  5-

двухцилиндровых  насосов  при  100%  эффективности.  Производительность  насосов  должна 
корректироваться  с  учётом  их  эффективности.  Эффективность  трехцилиндровых  насосов 
обычно  составляет  90%,  а  у  двухцилиндровых-85%.  Производительность  трехцилиндрового 
насоса можно рассчитать по следующей формуле: 

Р.О.=

4

_

3

2

H

L

LE

D



 

где Р.О.- производительность насоса (число ходов поршня в минуту),  
D

L

 - диаметр втулки насоса,  

L - длина хода поршня,  
Е

H

 - эффективность насоса. 

 

Если диаметр втулки и длина хода поршня выражена в дюймах, то производительность 

трехцилиндрового  насоса  в  баррелях  на  один  ход  поршня  можно  определить  по  следующей 
формуле: 

 

 

Р.О. = 

4107

2

H

L

LE

D

 

Производительность двухцилиндрового насосе рассчитывается по следующей формуле: 

Р.О.= 

H

R

L

L

E

L

D

D

L

D



















4

)

(

2

4

_

2

2

2

2





 

где D

R

 - диаметр штока поршня. 

И снова, если диаметр втулки и штока поршня, а также длина хода поршня выражена в 

дюймах,  производительность  двухцилиндрового  насосе  в  баррелях  на  один  ход  поршня 
можно выразить следующей формулой: 

Р.О.= 

6160

)

2

(

2

2

H

R

L

LE

D

D



 

 

 

1.Воздушный компрессор 

35.Пластина-удерживающая подшипник штифта кривошипа 

2. Уплотнение - воздушная камера 

36.Прокладка- подшипник штифта кривошипа 

3. Фланец – выкид - и уплотнение 

37.Шайба- подшипник штифта кривошипа 

4. Верхняя часть насоса – фильтр на выкиде и уплотнение 

38.Кривошип 

5.Фильтр - выкид 

39.Болт и гайка-кривошип 

6. Втулка – цилиндр с жидкостью 

40.Шпонка-кривошип 

7. Контргайка – поршень 

41.Коленчатый вал 

8.Гайка – поршень 

42.Подшипник-основной ролик