Đang tải... (xem toàn văn)
1. Cơ sở lí thuyết 3 1.1. Vận tốc vòi phun tối đa 3 1.2. Công suất thủy lực của mũi khoan tối đa 4 1.3. Lực va đập của tia tối đa 6 1.4. Phương pháp phân tích đồ họa 7 2. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp phân tích đồ họa 8 3. Bài toán minh họa 9 3.1. Giải bài toán bằng EXCEL 9
NOZZLE SIZE SELECTION - Graphical Approach Nhóm thực hiện: 04 GVHD: Phạm Sơn Tùng DANH SÁCH NHÓM Nguyễn Thị Khánh Huyền 1511321 Đỗ Thị Bích Ngọc 1512172 Nguyễn Thị Thí Linh 1511770 Nguyễn Thanh Phong 1512447 Nguyễn Hữu Thiết 1513188 NỘI DUNG Cơ sở lý thuyết Cơng thức tốn học Thuật tốn Giải thích code matlab Tài liệu tham khảo CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Các lí lựa chọn vòi phun phù hợp: a) Lựa chọn vòi phun để tối đa hóa thủy động lực chng • Tối đa vận tốc vòi phun • Tối đa cơng suất thủy lực chng • Tối đa lực va đập choòng b) Giảm tăng áp suất kéo thả ống c) Để làm đáy lỗ khoan d) Tăng hiệu làm đáy giếng 1.2 Dựa theo đó, có phương pháp lựa chọn kính thước vòi phun hợp lí : + Tối đa hố cơng suất thủy lực + Tối đa hóa lực va đập chng 1.3 Các thông số thủy lực sử dụng để chọn kích thước vòi phun: • Độ sụt giảm áp suất máy bơm • Độ sụt giảm áp suất vòi phun • Tỉ trọng mùn khoan • Lưu lượng bơm số thời điểm tương ứng với áp suất bơm lúc • Lưu lượng nhỏ để nâng vụn khoan • Áp suất tối đa bơm • Cơng suất tối đa bơm CƠNG THỨC TỐN HỌC •2.1 Tối đa vận tốc vòi phun (Maximum Nozzle Velocity): Vận tốc qua vòi phun thủy lực Công thức mối quan hệ áp suất máy bơm với áp ma sát dọc đường áp qua vòi phun thủy lực choòng khoan là: Suy ra: • Vậy: Vận tốc đạt giá trị lớn sụt áp qua choòng lớn nhất, nghĩa áp suất bơm lớn sụt áp dọc đường nhỏ Sụt áp dọc đường đạt giá trị nhỏ lưu lương bơm nhỏ •2.2 Tối đa cơng suất choong Ta có công thức công suất thủy lực theo áp lưu lượng bơm: Công suất đạt giá trị tối đa khi:; Cơng suất chng xác định cơng thức: 10 •Để tìm điểm cực trị, ta đạo hàm phương trình theo q: 13 •Chú thích: Có thể tính cơng thức thực nghiệm thơng qua lưu lượng bơm sau: E: hiệu suất máy bơm 14 Thuật toán 3.1 Input - Lưu lượng tối thiểu (gal/min) để đẩy mùn khoan lên bề mặt - Áp suất làm việc tối đa máy bơm - Số vòi phun choòng - Tỷ trọng mùn khoan (lbm/gal) - Áp suất (psi) lưu lượng (gal/min) điểm làm việc máy bơm (2 điểm) - Kích thước vòi phun (inch) - Cơng suất tối đa máy bơm (hp), hiệu suất máy bơm 15 • 3.2 Các bước tính tốn Optimum Hydraulic Path - Interval 1: qmax= - Interval 2: ∆pd=( tối ưu theo thủy lực (HP) ∆pd= - tối ưu hóa theo lực va đập( Force) interval 3: q=qmin Vẽ interval hệ trục tọa độ Log(P) log(q) 16 17 • Cơng thức tính - ∆pb= Với hệ số Cd=0.95 - Parasitic pressure loss=∆pd= pp-∆pb Dựa vào cặp giá trị (pp1,q1) (pp2,q2) tính (∆pd1,q1) (∆pd2,q2) Xác định đường thẳng ∆pdq cách vẽ đường thẳng qua điểm: (∆pd1,q1) (∆pd2,q2) lên trục tọa độ log(q) log(P) 18 (∆pd2,q2) (∆pd1,q1) 19 • Tìm giao điểm đường Optimum Hydraulic path Xác định tọa độ giao điểm Optimum Hydraulic path ta chế độ làm việc tối ưu chng khoan theo u cầu Xác định kích thước vòi phun - Kích thước vòi phun: + Diện tích tổng mặt cắt vòi phun: ( At )opt = + Đường kính vòi phun: 8.311*10−5 * ρ * qopt Cd2 (∆pb )opt 20 Opt: Log(q), Log(P) 21 ∆Pbi= q1, q2, ∆P1, ∆P2, E, Hpmax, Ppmax, Qmin, ρ,ns ∆pdi=∆ppi-∆pbi m= qmax= ∆pd(công suất)= ; ∆pd( lực va đập)= 22 f=m(x-)+ a=m( b=m()+ Đ a 10 ∆pd qopt=qmax qopt=qmin a (∆pb)opt=pmax-10 b (∆pb)opt=pmax-10 qopt= (∆pb)opt=∆pd 23 qopt=qmax qopt=qmin a (∆pb)opt=pmax-10 b (∆pb)opt=pmax-10 qopt= (∆pb)opt=∆pd At(opt)= d= 24 Kiểm tra, đối chiếu kết quả: EXCEL MATLAB Sách applied drilling 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bourgoyne, A T., et al - Applied Drilling Engineering (SPE Textbook Series-1984).pdf [2] APPLIED COMPUTING IN PETROLEUM ENGINEERING – Ph.D Pham Son Tung [3] Chuỗi giảng tự học matlab thầy Tạ Quang Hải 26 THANKS FOR LISTENING 27 ... bơm • Độ sụt giảm áp suất vòi phun • Tỉ trọng mùn khoan • Lưu lượng bơm số thời điểm tương ứng với áp suất bơm lúc • Lưu lượng nhỏ để nâng vụn khoan • Áp suất tối đa bơm • Cơng suất tối đa bơm... 3.1 Input - Lưu lượng tối thiểu (gal/min) để đẩy mùn khoan lên bề mặt - Áp suất làm việc tối đa máy bơm - Số vòi phun choòng - Tỷ trọng mùn khoan (lbm/gal) - Áp suất (psi) lưu lượng (gal/min)... lực Cơng thức mối quan hệ áp suất máy bơm với áp ma sát dọc đường áp qua vòi phun thủy lực chng khoan là: Suy ra: • Vậy: Vận tốc đạt giá trị lớn sụt áp qua choòng lớn nhất, nghĩa áp suất bơm