케이싱의 환상 속도를 계산하는 방법

환상 속도(AV)는 드릴 파이프(또는 튜빙) 외부와 케이싱 내부 사이의 공간에서 드릴링 유체(진흙) 또는 시멘트가 위쪽으로 이동하는 속도입니다.

AV를 계산하는 것이 중요합니다.구멍 청소(절단 부분이 표면으로 운반되도록 보장) 및 관리ECD(등가 순환 밀도).

다음은 현장 단위와 미터법 단위를 모두 사용하여 환상 속도를 계산하는 공식과-별-단계 과정입니다.

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공식

A. 유전 단위(표준)

현장에서 사용되는 가장 일반적인 공식은 다음과 같은 결과를 제공합니다.분당 피트(ft/min).

AV=24.5×Q/(ID²-OD²)

AV= 환상 속도(분당 피트, ft/min)

Q= 진흙 순환 속도(분당 갤런, GPM)

ID= 내부 직경포장(신장)

OD= 외부 직경드릴 파이프 또는 튜브(신장)

24.5= 상수(면적 및 흐름 단위를 속도로 변환)

B. 미터법 단위

결과는 다음과 같습니다.분당 미터(m/min).

AV=1273.24×Q/(ID²-OD²)

AV= 환상 속도(분당 미터, m/min)

Q= 진흙 순환 속도(분당 리터, LPM)

ID= 내부 직경포장(밀리미터, mm)

OD= 외부 직경드릴 파이프(밀리미터, mm)

단계별-별-단계 계산(필드 단위 예)

대본:

포장:9-5/8" P110(ID8.681인치입니다.)

드릴 파이프:5" 외경

유량(Q):600GPM.

1단계: 직경을 제곱합니다.

ID²=8.681×8.681=75.359

OD²=5.0×5.0=25.0

2단계: 차이("면적" 요소)를 계산합니다.

75.359−25.0=50.359

3단계: 유량에 상수를 곱합니다.

24.5×600=14,700

4단계: 3단계의 결과를 2단계의 결과로 나눕니다.

AV=14,700/50.359=291.9피트/분

대체 방법(환형 용량 사용)

이미 알고 계시다면환형 용량(bbl/ft)인 경우 다음 2{0}}단계 방법을 사용할 수 있습니다.

환형 용량(AC) 찾기:

AC(bbl/ft)=(ID²-OD²)/1029.4

속도 계산:

AV(ft/min)=유량(BPM)/환형 용량(bbl/ft)
(참고: 분당 BPM=배럴. GPM이 있는 경우 먼저 42로 나눕니다.)

OCTG에서 환상 속도가 중요한 이유

홀 청소(배관 막힘 방지)

원칙:진흙은 절단된 암석을 표면으로 운반할 수 있을 만큼 빠르게 위쪽으로 흘러야 합니다.

결과:AV라면너무 낮음, 절단 작업이 드릴 스트링을 고정하고 "매장"하여 ​​수백만 달러의 수익을 창출하게 됩니다.막힌 파이프사고.

압력 관리("순환 손실" 또는 "분출" 방지)

원칙:속도가 높을수록 더 많은 마찰이 발생하여 바닥-구멍 압력(등가 순환 밀도(ECD))이 증가합니다.

결과:AV라면너무 높다, 압력으로 인해 지층이 파손될 수 있습니다(순환 상실). 너무 낮으면 지층압력을 억제하지 못하여분출.

접합 품질("영역 격리" 보장)

원칙:케이싱을 접합할 때 진흙을 시멘트로 완전히 대체하려면 특정 속도가 필요합니다.

결과: 부적절속도는 "채널링(channeling)"과 열악한 밀봉으로 이어져 외부 케이싱 부식을 일으키고 유정의 수명을 단축시킵니다.

파이프 보호("침식" 방지)

원칙:모래가 포함된 고속-진흙은 연마제처럼 작용하여 강철 벽을 마모시킵니다.

결과:AV라면지속적으로 너무 높음, 케이싱과 커플링을 부식시켜 파이프 벽을 얇아지게 하고 잠재적으로파이프 고장.

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FAQ

총 환형 부피에서 커플링이 차지하는 부피를 빼야 합니까?

일반적인 계산에서는 일반적으로 커플링 볼륨이 무시됩니다.

~ 안에슬림홀드릴링이나 고정밀{0}}접착 작업을 고려해야 합니다. 예를 들어, P110 LTC 커플링은 파이프 본체보다 훨씬 더 큰 OD를 가지므로 특정 섹션의 환형 공간이 줄어듭니다.

좁은 고리에서 커플링은 다음과 같이 실제 부피를 줄일 수 있습니다.2% ~ 5%.

케이싱 무게(벽 두께)가 환형 부피에 얼마나 영향을 줍니까?

그것은 엄청난 차이를 만듭니다.

동안외경(OD)고정되어 있으며,벽 두께내부 용량을 결정합니다. 예를 들어, 40.00lb/ft의 9-5/8인치 케이스는 53.50lb/ft의 케이스보다 훨씬 더 큰 ID를 갖습니다.

이 케이싱 내부에 더 작은 케이싱을 설치하는 경우 외부 파이프의 벽 두께에 따라 "간격"(환형)이 결정됩니다.잘못된 벽 두께 매개변수를 사용하면 시멘트 복귀 높이가 올바르지 않게 됩니다.

EU(External Upset)와 NU(Non-Upset) 튜빙이 환형 부피에 어떤 영향을 미치나요?

EU 배관:업셋(끝 연결부)은 파이프 본체보다 OD가 더 큽니다. 이로 인해 국부적인 "병목 현상"이 발생하여 모든 관절의 환형 부피가 감소하고 국부적 마찰 압력이 증가합니다.

고객이 계산 중인 경우가스 리프트또는 배수 주기의 경우, 문제 발생 시 부피 감소를 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 예측된 수정 압력이 부정확해집니다.