波動壓力計算

1、波動壓力計算起下管柱過程中可能出現(xiàn)三種性質不同的波動壓力峰值。這三個峰值由鉆井 液靜切力、鉆井液粘力和管柱慣性力三種原因引起。這三個峰值出現(xiàn)在不同時刻， 其中鉆井液粘力引起的波動壓力峰值最大（一般情況下都大于其它兩種原因引起 的波動壓力）。因此計算波動壓力時，往往考慮鉆井液粘力引起的，其余兩者根 據(jù)現(xiàn)場具體情況來決定由無必要計算。下面分別介紹這三種波動壓力。（1）、鉆井液靜切力引起的波動壓力（Psb）（1）0.0004Lt sbD - dh 0式中:Pb波動壓力，KPa ；Dh 井眼直徑，m；運動管柱長度，m；.運動管柱外徑,m;t 井內(nèi)流體靜切力，dyn/cm2（2）、運動管柱慣性力引起的井

2、內(nèi)波動壓力由于管柱運動速度的改變，而使井內(nèi)流體動量變化引起的井內(nèi)波動壓力，由 下式計算:堵口管Phsbd 2 Lp a0mzD 2 - d 2h0（2）開口管Phsb(d2 -d2)plaDh2 - d02式中： amz環(huán)空流體沿井身軸向加速度，；鉆井液密度，（3）、鉆井液粘滯阻力引起的波動壓力由于粘賦于管柱下行（或上行）的流體，在穩(wěn)定流及靜地邊界條件下繼而上行（或下行）與管柱排開的鉆井液量疊加在環(huán)空流動時，克服鉆井液粘滯阻力而引起的?？捎上率接嬎?_ 198 f Lv 2P sbD - d式中：f磨阻系數(shù)，無因次;層流：f = 24Re； 紊流：f = %eb (幕律流體)a = (lgn

3、+ 3.93)/50； b = (1.75- 1gn)/7D 井眼直徑，cm; d 運動管柱外徑,cm;v環(huán)空平均流速，m/s； Re雷諾數(shù)，無因次；幕律流體:R121-n (D d ) n v 2-n pK (2n+) n3nRe= 3470-1370 n紊流式中：n 流性指數(shù)，無因次；K稠度系數(shù)，dyn.sn /cm2環(huán)空流體平均流速v，需分不同管柱結構進行計算根據(jù)石油鉆井工作情況，可將運動管分成四類：堵口管開泵、堵口管關泵、 開口管開泵、開口管關泵。所謂堵口管，使之下套管時套管下部裝有單流閥；或裝有單流閥的鉆柱。對 于這種情況，無論泵工作與否，套管上下運動時環(huán)空的鉆井液都不會進入管柱內(nèi)。 所謂開口管，是指鉆下部鉆頭裝有噴嘴。對于開口管，如果泵是開著的，環(huán)空中 鉆進液不能進入鉆具，因此可當作堵口管處理。但對于開口管泵不工作情況，一 旦鉆具運動，環(huán)空中一部分鉆井液匯流入鉆具，因此要加以分析。綜上，需分析三種不同工況下的環(huán)空流體平均流速。在考慮了鉆井液粘附效應后，三種不同工況下的環(huán)空流體平均流速v計算式 如下：堵口管關泵：d 2v = 1.5(0+ K )vD2 - d2 c p開口管關泵:.T.5S + K )v 塢D2 - d2 c p兀(D： -d0)4Q+p兀(D2 -d 2)開（堵）口管開泵:v = 1.5(0+ K )