Расчеты добычных скважин и гидротранспорта (часть 2)

Расчет потерь напора ΔНк в круглых трубах ведется по формуле Дарси—Вейсбаха

где λ — коэффициент, зависящий от числа Rе и шероховатости труб.
Если скорость выразить через отношение расхода воды Q к площади поперечного сечения труб, формула Дарси—Вейсбаха примет вид

Значение λ для стальных обсадных труб находится в пределах 0,019—0,023. Для упрощенных расчетов можно принять λ=0,02. Учитывая это, можно представить последнюю формулу в удобном для расчетов виде

В добычных скважинах иногда движение воды происходит в зазорах между колоннами. Формула Дарси—Вейсбаха для кольцевого зазора имеет вид

Подставив значения величин π и g, а также выразив величины Q, h и d соответственно в метрах кубических в час, метрах и миллиметрах, получим

где D и d — соответственно диаметр внешней и внутренней труб.
Значение λ для кольцевого пространства определяется по формуле Никурадзе

где Δ — шероховатость труб (для стальных труб Δ=0,2 мм).
Значения величины λ изменяются для скважин диаметром 250 мм от 0,026 до 0,031; для ориентировочных расчетов можно принять λ=0,03.
Для расчета приемистости добычных скважин необходимо знать гидрогеологические параметры залежи (напор, водопроводимость, пьезопроводность, расстояние до контура питания, глубину до воды, плотность подземных, вод и нагнетаемого рабочего агента) и конструкцию скважины (диаметр, глубину).
Гидрогеологические условия залежи характеризуются коэффициентом N, который для условий стационарного режима является постоянной величиной, обратной удельному расходу q, т. е. расходу при репрессии, равной единице. Величина q определяется по формуле Дюпюи

где km — водопроводимость залежи, м2/сут.
В условиях неустановившегося движения величина q зависит от времени и для одиночной скважины в однородной залежи определяется по формуле Тейса

где а — пьезопроводность залежи; τ — время от начала работы скважины.
Приведенная методика позволяет определить приемистость одиночной скважины. При работе группы скважин и наличии водоотлива расчеты следует проводить с учетом их взаимного влияния.
Для расчета гидравлического транспорта рабочих агентов на основе данных проекта (напор, необходимый на оголовке скважины, местные потери напора по длине трубопровода, радиус геодезических отметок установки насоса и скважин и высоты всасывания) определяется расчетный напор насосов и их расход, который зависит от годового (часового) расхода рабочих агентов и коэффициентов, учитывающих различные потери.
На основе знания необходимых расходов и напоров подбирается скорость течения продуктивных флюидов, осуществляется выбор диаметров трубопроводов и толщина их стенки.

---