Вязкопластические жидкости

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА имени И. М. Губкина

Кафедра нефтегазовой и подземной гидромеханики

Курсовая работа по гидравлике

на тему:

«Анализ течения бурового раствора в бурящейся наклонной скважине и построение графика давления»

Вариант -126

 

Выполнил: Гусейнов М Г

Группа: РБ-11-02

Проверила:

Ст. преп. Исакова Е. А.

Москва 2014г.
Оглавление:

Задание на курсовую работу…………………………………..….2

Оглавление………………………………………………………...4

Введение………………………………………………………...…5

Теоретическая часть…………………………………………........7

Расчетная часть………………………………………………........8

Графическая часть …………………………………...………......11

Таблица расчетов …………………………………...………......13

Вывод ………………………………………………………....….14

Список используемой литературы …………………………..…15

Введение

Вязкопластические жидкости

Вязкопластические жидкости (бингамовские) относятся к классу неньютоновских жидкостей, свойства которых не зависят от времени и могут быть описаны реологическим уравнением .

Скорость сдвига в каждой точке жидкости является функцией напряжения сдвига в той же точке. Вязкопластические жидкости проявляют свойство текучести при значениях касательных напряжений , превосходящих определенное значение , которое называется динамическим напряжением сдвига. При значениях жидкость либо находится в покое, либо двигается как недеформируемое твердое тело.

 

Реологическое уравнение вязкопластической жидкости имеет вид

 

 

Кривая течения вязкопластической жидкости представляет собой 2 параллельных луча, начинающихся на оси напряжений сдвига на расстояниях от нулевого значения. В приведенном уравнении величина называется пластической вязкостью или коэффициентом жесткости при сдвиге; численно она равна тангенсу угла наклона кривой течения к оси скоростей сдвига .

 

 

Объяснение поведения бингамовских жидкостей исходит из предположения о наличии у покоящейся жидкости пространственной структуры, достаточно жесткой, чтобы сопротивляться любому напряжению, не превосходящему по величине . Если напряжение превышает , то структура полностью разрушается и система ведет себя как обычная ньютоновская жидкость при напряжениях сдвига . Когда напряжение сдвига становится меньше , структура вновь восстанавливается.

Понятие идеализированного бингамовского пластичного тела весьма удобно для практики, так как многие реальные жидкости очень близки к этому типу. В частности, модель ВПЖ нашла применение для большинства буровых растворов.
Теоретическая часть.

- Формула для нахождения числа Рэйнольдса,

где V- скорость, - плотность раствора,

- динамический коэффициент вязкости.

Формула для нахождения критического числа Рэйнольдса.

 

-Формула для нахождения числа Хедструма, где -динамическое напряжение сдвига.

- Формула для нахождения числа Сен –Венана. Q-расход.

 

- Формула для перепада давления в кольцевом пространстве.

-длина участка. -коэффициент

 

- Формула Дарси - Вейсбаха для определения перепада давления в кольцевом пространстве

 

-Формула для определения в трубном пространстве

 

( принимаем 0.003 для трубного и 0.0003 для затрубного пространства)

 

 

Формула для определения в затрубном пространстве

 

Расчетная часть.

1. Вычислим числа Рейнольдса для каждого интервала по формуле:

2. Вычислим критические числа Рейнольдса и Хендструма для каждого интервала по формуле:

Рэйнолдс:

Сравнивая значения критических чисел Рейнольдса с числами Рейнольдса в соответствующих интервалах получаем, что в 1 и 2 интервале ламинарный режим течения, а в остальных турбулентный

3. Вычислим числа Сен-Венана для 1,2 и 3 интервалов по формуле:

Из графика определяем параметр β:

Принимаем β₁ = β₂ = 0,9, а β₃=0,4

4. Вычисляем потери давления по длине для 1,2 и 3 интервалов по формуле:

(Па)

(Па)

(Па)