Кільцева швидкість (AV) — це швидкість, з якою буровий розчин (шлам) або цемент рухається вгору в просторі між зовнішньою частиною бурильної труби (або насосно-компресорної труби) і внутрішньою частиною обсадної труби.
Розрахунок AV є критичним дляочищення отворів(забезпечення виносу живця на поверхню) та управлінняECD (еквівалентна циркулююча щільність).
Ось формули та покроковий--процес обчислення кільцевої швидкості з використанням польових і метричних одиниць.
Формули
A. Нафтопромислові одиниці (стандартні)
Найпоширеніша формула, яка використовується в цій галузі, забезпечує результат уфутів за хвилину (футів/хв).
AV=24.5×Q/(ID2−OD2)
АВ= Кільцева швидкість (фути за хвилину, фути/хв)
Q= Швидкість циркуляції бурового розчину (галонів за хвилину, GPM)
ID= Внутрішній діаметрКожух(дюйми)
OD= Зовнішній діаметрБурильна труба або НКТ(дюйми)
24.5= Константа (перетворює одиниці площі та витрати на швидкість)
B. Метричні одиниці
Результат надано вметрів за хвилину (м/хв).
AV=1273.24×Q/(ID2−OD2)
АВ= Кільцева швидкість (метрів за хвилину, м/хв)
Q= Швидкість циркуляції бурового розчину (літри на хвилину, LPM)
ID= Внутрішній діаметрКожух(міліметри, мм)
OD= Зовнішній діаметрБурильна труба(міліметри, мм)
Покрокове-об-обчислення (приклад польових одиниць)
Сценарій:
Корпус:9-5/8" P110 (TheIDстановить 8,681 дюйма).
Бурильна труба:5" OD.
Швидкість потоку (Q):600 GPM.
Крок 1: Зведіть діаметри у квадрат.
ID2=8.681×8.681=75.359
OD2=5.0×5.0=25.0
Крок 2: обчисліть різницю (фактор «Площа»).
75.359−25.0=50.359
Крок 3: Помножте швидкість потоку на константу.
24.5×600=14,700
Крок 4: розділіть результат кроку 3 на результат кроку 2.
AV=14,700/50.359=291.9 футів/хв
Альтернативний метод (з використанням кільцевої ємності)
Якщо ви вже знаєтеКільцева ємність(барель/фут), можна використати цей-двоетапний метод:
Знайдіть кільцеву місткість (AC):
AC(bbl/ft)=(ID2−OD2)/1029.4
Розрахувати швидкість:
AV(фут/хв)=Швидкість потоку (ударів/хв)/кільцевий об’єм (барель/фут)
(Примітка: BPM=барелів на хвилину. Якщо у вас GPM, спочатку розділіть на 42).
Чому кільцева швидкість має значення для OCTG
Очищення отвору (запобігання "застрягла труба")
принцип:Грязь має текти вгору досить швидко, щоб винести уламки породи на поверхню.
наслідок:Якщо AV єзанадто низькийшлам осідає та «поховає» бурильну колону, що призведе до багато-мільйоннихзастрягла трубааварії.
Управління тиском (запобігання «втраті кровообігу» або «вибухам»)
принцип:Вища швидкість створює більше тертя, що збільшує забійний-тиск (еквівалентна циркулююча густина, або ECD).
наслідок:Якщо AV єзанадто високий, тиск може розірвати пласт (втрачений кровообіг). Якщо він занадто низький, він може не стримувати пластовий тиск, що призведе до aвидування.
Якість цементування (забезпечення «зональної ізоляції»)
принцип:При цементуванні обсадної труби необхідна певна швидкість, щоб повністю витіснити буровий розчин цементом.
наслідок: Неналежнийшвидкість призводить до "каналів" і поганого ущільнення, спричиняючи зовнішню корозію обсадної труби та скорочуючи термін служби свердловини.
Захист труб (запобігання "ерозії")
принцип:Високо{0}}швидкісний бруд, що містить пісок, діє як абразив, зношуючи сталеві стінки.
наслідок:Якщо AV єпостійно занадто високий, це роз’їсть корпус і муфти, стоншуючи стінки труби та потенційно спричиняючипровал труби.
GNEE API 5CT OCTG технологічне обладнання
Обладнання для випробування труб GNEE API 5CT OCTG
Сертифікат обсадної труби нафтової свердловини GNEE API 5CT
FAQ
Чи слід від загального кільцевого об’єму відняти об’єм, який займають муфти?
Для загальних розрахунків об'єм зв'язку зазвичай ігнорується.
вТонка діркасвердління або високо{0}}точне цементування, це слід враховувати. Наприклад, муфти P110 LTC мають значно більший OD, ніж тіло труби, що зменшує кільцевий простір у цій конкретній секції.
У вузьких кільцях муфти можуть зменшити фактичний об’єм навід 2% до 5%.
Наскільки вага корпусу (товщина стінки) впливає на кільцевий об'єм?
Це має величезне значення.
У той час якЗовнішній діаметр (OD)фіксується,Товщина стінкивизначає внутрішню місткість. Наприклад, обсадна труба 9-5/8" на 40,00 фунтів/фут має набагато більший внутрішній діаметр, ніж обсадна труба на 53,50 фунтів/фут.
Якщо ви використовуєте меншу обсадну трубу всередині цієї, товщина стінки зовнішньої труби визначає «зазор» (кільце).Використання неправильного параметра товщини стінки призведе до неправильної висоти повернення цементу.
Як на кільцевий об’єм впливають трубки EU (зовнішнє зміщення) проти NU (не-збурення)?
EU Tubing:Висадка (кінцеве з’єднання) має більший OD, ніж корпус труби. Це створює локальне «вузьке місце», зменшуючи кільцевий об’єм у кожному з’єднанні та збільшуючи локальний тиск тертя.
Якщо замовник розраховуєГазліфтабо дренажні цикли, вони повинні враховувати зменшення об’єму при висадках; інакше прогнозований гирловий тиск буде неточним.
