注水泥流变学设计原理与方法

1、整理课件整理课件整理课件整理课件VxV整理课件整理课件VxVV xdV dx整理课件整理课件FV整理课件剪切应力剪切速率整理课件整理课件剪切速率剪切应力整理课件剪切应力剪切速率整理课件 泥浆、水泥浆、隔离液：泥浆、水泥浆、隔离液：屈服屈服假塑性假塑性假塑性假塑性塑性塑性整理课件整理课件整理课件RrVM整理课件RrV2)/(120944. 0Rrn牛ChrM22整理课件整理课件剪切应力剪切速率整理课件整理课件SnKACB() 1201212()caaam0121 Kn 0P整理课件整理课件整理课件F 200100300100整理课件整理课件整理课件整理课件PP.00155115113001000

2、300PP0001051110226003000600.nKn20920511511300100300.lg.nKn332205111022600300600.lg.SxxnnxxxKn026005110511511511051105110511 0260074030033003300330031006.lg.整理课件整理课件整理课件DVRe整理课件整理课件VDVDDcpgPicpgPwi 1110583104050.Vcpg 05 .08576PweDD整理课件NDHeiP01022.NDDHeweP0102.VNDccPi01 .ReVNDDccPwe01 .Re整理课件Vn KnnDcn

3、inn001125 3470137062122.Vn Knn DDcnwwnn001083 3470137082122.整理课件VCVAn Bccnn1347013702整理课件整理课件LVxLPxxLxPxx2)2(2整理课件计算管内、环空的流速计算管内、环空的流速计算管内、环空的临界雷诺数计算管内、环空的临界雷诺数计算管内、环空的流态（雷诺数）计算管内、环空的流态（雷诺数）计算流动摩阻系数计算流动摩阻系数计算流动摩阻压力计算流动摩阻压力整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件040801201602005.1110.22102.2170.3340.6511剪切速率 （l/s）剪切应力 （P

4、a）常温6090105120040801205.1110.22102.2170.3340.6511剪切速率 （l/s）剪切应力 （Pa）常压60MPa120MPa整理课件0357010514004080120压力 （MPa）60时的300转读数RARBRC1RC2RD020406004080120压力 （MPa）60时的100转读数RARBRC1RC2RD整理课件)(00ttbe0600600lnttb整理课件表表 7 不同温度下实测剪切应力与计算剪切的比较不同温度下实测剪切应力与计算剪切的比较 温度，（压力为 14MPa） c 旋转粘度计 剪切应力值 Pa 27 50 75 90 125 (

5、123) 138 150 (157) 175 (173) 182 % 实测值 137.4 150.02 93.1 73.57 45.82 35.96 25.18 理论值 137.4 128.87 93.1 76.60 48.59 35.11 25.36 1.91 600 ,% 0 14.1 0 4.12 6.05 -2.37 0.73 3.91 实测值 170.8 113.15 93.86 62.95 47.45 36.87 26.89 理论值 170.7 128.16 93.86 68.74 50.35 -3.0 -13.2 2.25 600 ,% 0 13.2 0 9.2 6.1 -3.0

6、 -13.2 6.39 实测值 63.84 (42.07) 33.83 (30.03 (26.78) 25.9 理论值 63.84 (41.3) 33.83 (26.37) (21.35) 18.96 600 ,% 0 (-1.8) 0 (-12.2) (-9.5) -26.8 8.38 实测值 26.44 (16.88) 12.28 (10.01) (8.81) 7.39 理论值 26.44 (15.61) 12.28 (10.01 (8.81) 6.08 300 ,% 0 (-7.56) 0 (-9.065) (-20.3) -17.7 9.18 实测值 20.52 (12.17) 7.9

7、6 (6.82) (5.35) 4.52 理论值 20.52 (10.7) 7.96 (5.47) (3.99) 3.34 2.35 200 ,% 0 (-12.1) 0 (-19.8) (25.4) -26.1 13.9 实测值 170.3 133.20 97.23 75.61 48.24 41.6 33.37 理论值 170.3 130.20 97.23 81.61 54.22 40.99 30.24 2.45 600 ,% 0 3.3 0 7.93 12.4 -2.7 -9.4 5.11 总平均相对误差，% 7.81 注 、c为相对误差和平均相对误差，c为水泥浆密度。括弧内的数值与括弧内

8、的温度对应。 整理课件001. 0)(300)(60000ttbttbstee0511. 0)(3000stttbote0015. 0)(100)(30000ttbttbstee 0511. 0)(3000stttbote整理课件整理课件整理课件THm图3-8 按温度分段示意图) 1()() 1(11TmBHCTfTfHTmBHCTTTTBHCTnmmmTOC整理课件整理课件整理课件cwDDLVfP 22.0 常规流动计算公式常规流动计算公式整理课件cedLdPdLdPR)()( wcwcnDDDDMenMnnGGR 1)(3)1(411122e 偏心度偏心度 e=2 /(Dw-Dc) 为偏心

9、距，为偏心距，cm；Dw, Dc 为井眼与套管的直径，为井眼与套管的直径，cm224)12)(1(1ennnG 整理课件RDDLVfPcw 22.0 准确计算流动摩阻压力的关键便是流动准确计算流动摩阻压力的关键便是流动摩阻系数摩阻系数f 的确定。的确定。整理课件整理课件、流态的判别、流态的判别常规间隙环空流动计算中：常规间隙环空流动计算中：Rec=3470-1470n小间隙环空流态判别的标准为：小间隙环空流态判别的标准为： Rec=4080-1720n 、雷诺数计算、雷诺数计算按照液体的流动雷诺数一般概念有：按照液体的流动雷诺数一般概念有： VDRec De当量直径或水力直径。当量直径或水力直

10、径。整理课件22)(ln)()()312(1200101222412224423cwcwcwcwennnenesDDDDDDDDDnnKDVR 式中：式中： Res 修正的雷诺数修正的雷诺数 De水力直径，水力直径， cm 整理课件n=0.6 K=1 Pasnn=0.6 K=1 PasnDw-Dc=2.54cm De=3.15cmDw-Dc=1.59cm De=2.84cmQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sRes48812892274Res50813402365Re42911321998Re3589451667n=0.6 K=1 Pas

11、nn=0.6 K=1 PasnDw-Dc=2.54cm De=6.30cmDw-Dc=1.59cm De=5.69cmQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sRes74019543447Res77020323584Re42911321998Re3589451667整理课件小间隙环空摩阻系数计算方法小间隙环空摩阻系数计算方法esRf24 紊流：紊流：2 . 175. 04 . 0432lg1nCnACfRAfsss 整理课件不同方法计算的不同雷诺数下的摩阻系数不同方法计算的不同雷诺数下的摩阻系数常常 规规 方方 法法 计计 算算Re138041

12、848005常常 规规 方方 法法 计计 算算 摩摩 阻阻 系系 数数f0.0170.00490.0042修修 正正 方方 法法 计计 算算Res1985601811514常常 规规 方方 法法 计计 算算 摩摩 阻阻 系系 数数fs0.0120.00450.0038修修 正正 方方 法法 计计 算算fs0.0120.00260.0020（n=0.4）整理课件),(heocwaRDDVff 井眼、流体与施工参数井眼、流体与施工参数初定一摩阻系数初定一摩阻系数计算井口施工压力计算井口施工压力对比实际施工压力对比实际施工压力调整摩阻系数调整摩阻系数满足满足/ /不满足不满足计算流态、流变性计算流态

13、、流变性计算其施工数据计算其施工数据YESYES统计分析摩阻系数统计分析摩阻系数流程流程整理课件井井号号套套管管下下深深(m)钻钻头头直直径径(in)套套管管尺尺寸寸(in)顶顶替替排排量量(l/s)小小间间隙隙段段 长长（m）顶顶替替结结束束时时井井口口压压力力（Mpa）理理论论计计算算压压 力力（Mpa）统统计计摩摩阻阻系系数数按按统统计计系系数数算算压压力力（Mpa）YH23-1-h2658228-1/25-1/22611721616.40.03016.4羊羊屋屋 259988-1/272011991817.40.03518.1TC-169638-1/27-5/81816511867.00.00218.1康康 250378-1/27-5/81820751624.10.01016.1TZ-5457528-1/273320502119.20.03019.2TC-171986-1/25152352047.70.00117.9TZ-546000652024