МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

Потери на трение в трубе круглого сечения

Соотношение для определения потери на трение в трубе круглого сечения в общем виде запишется как:

Ньютоновские жидкости

Ламинарный режим течения

Коэффициент гидравлических сопротивлений определится из соотношения:

Число Рейнольдса определится как:

Турбулентный режим течения

При Re > 100000 коэффициент гидравлических сопротивлений может вычисляться по формуле Колбрука:

или по формуле Г.К.Филоненко:

Известны и универсальные формулы для расчета коэффициента гидравлических сопротивлений при любом режиме течения жидкости, среди которых:

• формула Колбрука:

• формула И.А.Исаева:

• формула А.Д.Альтшуля:

• формула Блазиуса:

Для определения эквивалентной шероховатости Л.Прандтль предложил следующую зависимость:

На практике без существенной ошибки эквивалентную шероховатость можно заменить абсолютной ε, принимая для обсадных труб и колонн НКТ ε ≡ 1,4·10^-5 м.

Вязкопластичные жидкости

Вязкопластичные жидкости, к которым, в первую очередь, относятся глинистые растворы и водонефтяные эмульсии, широко распространены в нефтепромысловой практике. Глинистый раствор в ряде случаев используется в качестве жидкости глушения и в соответствии с моделью течения характеризуется динамическим напряжением сдвига τ_д и пластической вязкостью η, которые можно рассчитать по формулам Б.С. Филатова:

Различают два режима течения ВПЖ: структурный (ламинарный) и турбулентный.

Структурный (ламинарный) режим течения

Коэффициент гидравлических сопротивлений определится из соотношения:

Для вязкопластичных жидкостей вводится параметр пластичности В, характеризующий отношение сил инерции к силам пластичности:

Отношение параметра Re' к параметру пластичности В дает параметр Сен-Венана-Ильюшина:

Зависимость для определения коэффициента гидравлических сопротивлений справедлива при R^* < (2 ÷ 3)·10³.

Для значений R^* отличных от (2 ÷ 3)·10³ применяются следующие соотношения:

• формула Р.И. Шищенко, при R^* = 2500 ÷ 20000, d < 60 мм.

• формула Р.И. Шищенко и К.А. Ибатулова, при R^* = 2500 ÷ 40000, d = 141 ÷ 168 мм.

Критерием перехода структурного режима течения в турбулентный может служить значение критической скорости υ_кр, которое для круглой трубы записывается так:

Если фактическая скорость течения в трубе υ_ф.т меньше критической υ_кр.т, то режим течения структурный; если - наоборот, то режим течения турбулентный.

Потери на трение для структурного режима можно рассчитать по следующей зависимости:

Турбулентный режим

Потери на трение рассчитываются по следующей формуле: