Таблица литража в трубах: Расчет объема воды в трубе по формуле + готовая таблица

Как рассчитать объём воды в трубе системы отопления, и не только.

Опубликовано: 28 декабря 2012 г.

    Здравствуйте! Для того, чтобы правильно спроектировать систему отопления, нужно иметь о ней как можно больше исходной информации: площадь помещений, объём помещений, материал из которого изготовлены стены, степень теплоизоляции и т. д. Я хочу обратить Ваше внимание на один из таких факторов, как объём воды в трубах системы отопления. Как рассчитать объём воды в трубе, ведь для того, чтобы правильно подобрать мощность котла, необходимо обязательно знать объём воды в системе отопления, плюс, объём воды в котле!

    Чтобы справиться с этой задачей нам нужно знать сколько метров трубы в системе отопления, причём каждого диаметра, т. е., сколько трубы диаметром 20 мм., сколько трубы диаметром 25 мм., и т. д.

    Для чего это нужно? Сейчас Вы сами всё поймёте.

    Взгляните на картинку снизу. В этой таблице представлены основные используемые в бытовых системах отопления диаметры труб, а так же объём воды в этих трубах.

    Как не трудно догадаться, остаётся количество метров, каждого диаметра, помножить на объём воды, согласно таблицы. Затем полученный результат суммируем, и прибавляем объём воды в котле.

    В паспорте каждого котла, имеются данные о максимальном объёме воды в системе отопления, который котёл может нагревать без потери мощности. Например: ваш котёл, по паспорту имеет мощность — 20 Квт., и допустимый объём теплоносителя — 180 литров. После подсчётов, у Вас получился объём воды в трубах равный — 220 литров. Что из этого следует? А то что если у вас площадь помещений например 120-150 кв. м., то котёл скорее всего справится с нагревом системы, а если площадь 180-200 кв. м., то всё, — зимой, в более сильный мороз придётся мёрзнуть. В таком случае вам нужен котёл большей мощности, например — 24 Квт. (Надеюсь вы понимаете, что эти цифры условные!)

    Надеюсь, при расчёте системы отопления, эта информация поможет Вам избежать ненужных проблем!

    Хочу добавить, что на картинке, объём воды в секции радиатора, имеется в виду чугунный радиатор. В алюминиевых радиаторах, в одной секции объём жидкости составляет приблизительно 300гр., в зависимости от моделей.

    Эту табличку можете скачать с моего сайта по этой ссылке:Таблица колличества воды, в одном метре трубы, по диаметрам

Ну вот и всё! Пользуйтесь на здоровье.

 

Диаметры труб стальных | таблица стальных труб

диаметры электросварных круглых труб ГОСТ 10704

Параметры трубы (наружный диаметр)				Сталь	Толщина Стенки, мм
Ø 16	Ø 18	Ø 19	Ø 20	ст3 ст20 09Г2С 08пс	от 1 до 3 мм
Ø 25	Ø 28	Ø 30	Ø 32	ст3 ст20 09Г2С 08пс	от 1 до 3 мм
Ø 35	Ø 38	Ø 40	Ø 42	ст3 ст20 09Г2С 08пс	от 1 до 3 мм
Ø 48	Ø 51	Ø 57	Ø 60	ст3 ст20 09Г2С 08пс	от 1 до 3 мм
Ø 76	Ø 89	Ø 102	Ø 108	ст3 ст20 09Г2С	от 2 до 10 мм
Ø 114	Ø 127	Ø 133	Ø 159	ст3 ст20 09Г2С	от 3 до 10 мм
Ø 219	Ø 273	Ø 325	Ø 377	ст3 ст20 09Г2С	от 3 до 12 мм
Ø 426	Ø 530	Ø 630	Ø 720	17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм
Ø 820	Ø 920	Ø 1020	Ø 1220	17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм
Ø 1320	Ø 1420	Ø 1520	Ø 1620	17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм
Ø 1720	Ø 1820	Ø 1920	Ø 2020	17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм
Ø 2120	Ø 2220	Ø 2520	Ø 2620	17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм
Ø 2720	Ø 2820			17Г1С ст3 ст20 09Г2С	от 4 до 50 мм

диаметр трубы водогазопроводной вгп ГОСТ 3262-75

Условный проход, внутренний диаметр мм	Наружный диаметр, мм	Сталь	Толщина стенки, мм
Ø 6 ду	Ø 10,2	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	1,8; 2; 2,5
Ø 8 ду	Ø 13,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2; 2.2; 2,8
Ø 10 ду	Ø 17,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2; 2.2; 2,8
Ø 15 ду	Ø 21,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,35; 2,5; 2,8; 3,2
Ø 20 ду	Ø 26,8	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,35; 2,5; 2,8; 3,2
Ø 25 ду	Ø 33,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,8; 3,2; 4
Ø 32 ду	Ø 42,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,8; 3,2; 4
Ø 40 ду	Ø 48,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3; 3,5; 4
Ø 50 ду	Ø 60,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3; 3,5; 4,5
Ø 65 ду	Ø 75,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,2; 4; 4,5
Ø 80 ду	Ø 88,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,5; 4; 4,5
Ø 90 ду	Ø 101,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,5; 4; 4,5
Ø 100 ду	Ø 114,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5
Ø 125 ду	Ø 140,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5,5
Ø 150 ду	Ø 165,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5,5

диаметры труб бесшовных ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75

Параметры трубы (наружный диаметр)								Сталь	Толщина стенки, мм
трубы горячедеформированые
Ø 20	Ø25	Ø28	Ø30	Ø32	Ø35	Ø38	Ø40	ст10, ст20, 09г2с	от 2,5-8
Ø 42	Ø 45	Ø 50	Ø 51	Ø 54	Ø 57	Ø 73	Ø 76	ст10, ст20, 09г2с	от 2,5-8
Ø 89	Ø 102	Ø 108	Ø 114	Ø 121	Ø 127	Ø 133	Ø 140	ст10, ст20, 09г2с	от 4-12
Ø 146	Ø 152	Ø 159	Ø 168	Ø 180	Ø 194	Ø 203	Ø 219	ст10, ст20, 09г2с	от 4-15
Ø 245	Ø 273	Ø 299	Ø 325	Ø 351	Ø 377	Ø 402	Ø 406	ст10, ст20, 09г2с	от 4-25
Ø 426	Ø 450	Ø 465	Ø 480	Ø 500	Ø 530	Ø 550		ст10, ст20, 09г2с	от 4-25
трубы холоднодеформированые (наружный диаметр)
Ø 6	Ø 7	Ø 8	Ø 9	Ø 10	Ø 11	Ø 12	Ø 13	ст10, ст20, 09г2с	от 1-2
Ø 14	Ø 15	Ø 16	Ø 17	Ø 18	Ø 19	Ø 20	Ø 21	ст10, ст20, 09г2с	от 1,6-3,5
Ø 22	Ø 23	Ø 24	Ø 25	Ø 26	Ø 27	Ø 28	Ø 29	ст10, ст20, 09г2с	от 1,8-4,5
Ø 30	Ø 32	Ø 34	Ø 35	Ø 36	Ø 38	Ø 40	Ø 42	ст10, ст20, 09г2с	от 2,5-7
Ø 45	Ø 48	Ø 50	Ø 51	Ø 53	Ø 54	Ø 56	Ø 57	ст10, ст20, 09г2с	от 4-9,5
Ø 60	Ø 63	Ø 65	Ø 68	Ø 70	Ø 73	Ø 75	Ø 76	ст10, ст20, 09г2с	от 5-12
Ø 80	Ø 83	Ø 85	Ø 89	Ø 90	Ø 95	Ø 100	Ø 102	ст10, ст20, 09г2с	от 7-18
Ø 108	Ø 110	Ø 120	Ø 130	Ø 140	Ø 150	Ø 160	Ø 170	ст10, ст20, 09г2с	от 9-24
Ø 180	Ø 190	Ø 200	Ø 210	Ø 220	Ø 240	Ø 250		ст10, ст20, 09г2с	от 18-24

Диаметры стальных труб

Диаметр трубы по способу измерения разделяется на два вида — внутренний (условный диаметр (Ду, Dy) номинальный размер (в миллиметрах) и внешний (наружный диаметр). По внутреннему диаметру измеряются трубы водогазопроводные, по внешнему электросварные круглые и бесшовные.

Применение труб различных диаметров

В различных отраслях промышленности сегодня широко используются стальные трубы. К ним можно отнести:

• бытовую;
• химическую;
• автомобильную;
• пищевую;
• сельскохозяйственную;
• строительную и другие отрасли.

Прежде всего, такая популярность данного вида трубного проката обусловлена экономической выгодой. Основным отличием стальных труб друг от друга это способы производства, стали из которых изготавливают трубы, а так же диаметры и сечение.

Большое значение для любых работ связанных с использованием труб из стали имеет как внешний, так и внутренний диаметр. Главное принципиальное отличие между измерениями диаметра трубы, это то что внешний диаметр не зависит от толщины стенок, а внутренний зависит к примеры труба 108х3 имеет внешний диаметр 108 мм, а внутренний 102 мм, расчет 108 — (3*2) = 102 мм. Так же есть трубы водогазопроводные, которые измеряются по внутреннему диаметру и имеют следующие размеры ду 15х2,8, в данном случае все наоборот внутренний остается неизменным 15 мм, а внешний будет 20,6 мм, расчет 15 + (2,8*2) = 20,6 мм. Такие трубы изготавливаются по ГОСТу 3262-75 и имеют обозначение ДУ — диаметр условного прохода.

Диаметр труб считается важным, так как показатель служит опорой для проведения классификации изделий. Зная диаметры и толщину стальных труб можно, например, заранее просчитать их необходимое количество, для транспортировки какого – либо вещества по магистрали. И как следствие можно расчитать нагрузку на проектируемую систему, а также выявить слабые места и возможности их устранение.

Разновидности диаметров можно посмотреть в таблице стальных труб

Существующая стандартизация стальных труб необходима для осуществления стыковых соединений с использованием трубопроводной арматуры и четкого определения аналогов данной продукции, изготовленной из других материалов. Ведь соединение деталей из разного материала позволило расширить сферу применения трубопроводов в различных видах промышленности. Именно поэтому всегда значение диаметра металлической трубы должно совпадать, быть тоньше или толще с его соединительным элементом или ее полимерным аналогом, формируя при этом сложную систему. Это, например, дало возможность при масштабном проектировании разнообразнейших магистралей подбирать специалистами различные соединительные узлы.

Ведь если известны значения наружного и внутреннего диаметра, то подобрать необходимые элементы для соединения достаточно легко.

Диаметры стальных труб могут быть:

• трубы с особо тонкими стенками -тонкостенные;
• нормальные, усредненные конструкции — обычные;
• изделия с тонкими стенками — тонкостенные;
• элементы с толстыми стенками — толстостенные;
• трубы с особо толстыми стенками — толстостенные.

Также диаметр и толщина стальной трубы заранее может предопределить сферу ее использования.

Стандартное обозначение диаметра труб

Труба электро сварная прямошовнfя 108х3,5 дл12м (Труба э/с пш 108х3,5 дл12м) 108мм-внешний диаметр, 3,5мм-толщина стенки, 12м-длина хлыста.

Труба водогазопроводная 50х3,5 дл6м (Труба вгп ду 50х3,5 дл6м) 50мм-внутренний диаметр, 3,5мм-толщина стенки, 6м-длина хлыста.

Труба бесшовная холоднодеформированная 35х3 н/д (Труба бш хд 35х3 н/д) 35мм-внешний диаметр, 3мм-толщина стенки, н/д- немерной длины(от 4м до 12м)

Труба бесшовная горячедеформированная 60х5 н/д (Труба бш гд 60х5 н/д) 60мм-внешний диаметр, 5мм-толщина стенки, н/д- немерной длины(от 4м до 12м).

теплоносители и хладоносители — F.A.Q. о котлах и отоплении

При производстве монтажных и ремонтных работ систем отопления бывает нелишним представлять себе внутренний объем погонного метра труб различных типоразмеров, что позволяет оперативно рассчитать объем рабочей среды. Так же обязательно надо прибавить объем самого отопительного котла и объем радиаторов отопления. Данная таблица также поможет подобрать объем расширительного бака для системы отопления. Так как вода при нагреве на 70 С° увеличивается в объеме примерно на 3%, то приблизительно можно посчитать какого объема требуется установить расширительный бак. Но точный расчет может предоставить только проектная организация, которая проектирует системы отопления.

Предлагаем рассмотреть приблизительный расчет объема системы отопления.

Объем гидроаккумулятора для системы отопления должен составлять 10-12 % объема всей воды в системе. Последняя цифра складывается из объема воды во всех радиаторах отопления, плюс объема воды в котле отопления, плюс объем воды в трубах для отопления. Объем воды в радиаторах складывается из объема воды в каждой секции радиатора, помноженном на количество секций. Это значение указывается в технических паспортах на радиаторы. Например, объем воды в одной секции чугунных радиаторов 500 мм равен примерно 1,5 литра. У биметаллических радиаторов это значение может быть в 10 раз меньше. Надо смотреть технический паспорт.

Объем воды в котле отопления указывается в паспорте. Этот объем полезно знать также при спуске воды из отдельных частей системы отопления.

Объем воды в трубах вычисляется как сумма произведений объемов воды в метре трубы каждого диаметра на количество метров труб данного диаметра. Таким образом, расчет объема воды в трубе представляет собой достаточно простую арифметическую задачу.

Таблица объема воды в неармированных и армированных алюминием полипропиленовых трубах:

Номинальный размер (внешний диаметр), мм	Внутреннее сечение, мм кв.	Объем воды в метре трубы, литры	Внутренний диаметр, мм	Соответствующий им диаметр стальных дюймовых труб, дюймы
20	136,7	0,137	13,2	1/2
25	216,3	0,216	16,6	3/4
32	352,8	0,353	21,2	1
40	555,4	0,555	26,6	1 1/4 (дюйм с четвертью)
50	865,3	0,865	33,2	1 1/2
63	1384,7	1,385	42	2
75	1962,5	1,963	50	2 1/2
90	2826	2,826	60	3
110	4206,2	4,206	73,2

Следует отметить, что приведенные цифры являются ориентировочными. У различных моделей труб внутренний диаметр, внутреннее сечение и объем воды в трубе могут незначительно отличаться. Однако этой погрешностью можно пренебречь, так как она не велика. Например, в полипропиленовых трубах, армированных стекловолокном, внутренний диаметр немного больше, чем у обычных полипропиленовых труб или полипропиленовых труб, армированных алюминием. Объем же воды в стальных трубах значительно больше количества воды в соответствующих пластиковых трубах.

Таблица объема воды в стальных трубах:

Номинальный размер, дюймы	Внешний диаметр, мм	Внутренний диаметр, мм	Внутреннее сечение, мм	Объем воды в метре трубы, литры
1/4	13,5	9,5	29,83	0,03 (30 миллилитров)
3/8	17	13	133	0,133
1/2 (полдюйма)	21,3	16,3	209	0,209
3/4	26,8	21,8	373	0,373
1	33,5	27,9	611	0,611
1 1/4 (дюйм с четвертью)	42,3	36,7	1057	1,057
1 1/2	48	42	1385	1,385
2	60	54	2289	2,289

Сравнив обе таблицы, легко заметить, что внутренний диаметр и объем воды в стальных трубах больше, чем в соответствующих им полипропиленовых. Однако тут нет противоречия. Проходное сечение (или проходной диаметр) этих труб приблизительно равны, так как внутренняя поверхность пластиковых труб гладкая, а стальных труб шероховатая. В результате пластиковых трубы (как и медные) меньшего диаметра пропускают столько же воды, сколько и стальные трубы, имеющие больший внутренний диаметр. Однако очевидно, что объем воды в стальных трубах заметно больше, чем в соответствующих им по условному пропускному сечению пластиковых, медных, металлопластиковых и полипропиленовых.

Расчёт диаметра труб для отопления

Трубы являются одними из самых распространённых, разнообразных и необходимых изделий. Их назначения и сферы использования так многочисленны, что и перечислить сложно. Трубопроводы для выполнения самых разных задач изготавливают из металла, стекла, пластика, керамики. Размеры варьируются, могут быть от миллиметра и до огромных труб для транспортировки нефти и газа.

В данной статье разберём, как рассчитать диаметр труб для отопления. Не стоит недооценивать важность расчёта, потому что неточности в выборе трубного диаметра могут существенно ухудшить гидродинамику отопительного контура, снизить коэффициент полезного действия и стать причиной слишком высоких затрат на приобретение труб забольшого диаметра.

Ключевые параметры труб:

• усреднённый диаметр;
• внешний диаметр трубы;
• внутренний трубный диаметр;
• материал трубопровода.

Советы перед расчётом и установкой системы

Узнать необходимый диаметр трубопровода под отопление очень важно, так как именно от этого параметра зависит гидродинамическое сопротивление и пропускная способность контура. Ещё перед расчётом требуется чётко определиться с типом труб и их материалом.

Нанесённая маркировка для изделий различается. Трубы из пластика маркируют с указанием наружного диаметра, а из чугуна и стали – по внутреннему диаметру. Взять на заметку этот факт придётся, если установка трубопровода будет осуществляться комбинированным способом.

Перед самой работой также необходимо составить схему планируемой системы отопления, выбрать диаметр труб для отопления в частном доме и купить все материалы. К тому же найти комплектующие, в том числе тройники, клапаны, переходники и воздушные клапаны.

Подробнее о переходниках и фитингах можно прочитать в этой статье

Расчёт диаметра трубы для отопления должен производиться аккуратно и внимательно, в какой последовательности всё рассчитывать рассмотрим ниже.

Что нужно для расчёта

Как правило, вычисления начинают с определения тепловой мощности – Q. Необходимое количество тепла узнают произведением объёма помещения V в м³ на норму, которая равна 40 Вт/м³.

Q = V х 40 Вт/м³

Затем устанавливают тип системы отопления: одно- или двухтрубная. Для загородных домов лучше подойдёт 2-трубная, однако для будущего расчёта выбор типа системы – не самое важное.

Лучше направить своё внимание на выбор метода движения теплового носителя:

• будет ли он конвекционным либо естественным;
• либо же принудительным, с использованием насоса циркуляции.

Главное отличие этих методов в том, что при организации системы выбирается уклон отопительных труб при естественной циркуляции, где жидкость движется самотёком, а второй вариант подразумевает движение с помощью насоса, что делает скорость обмена тепла намного выше.

Скорость движения теплового носителя – очень важный показатель.

В зависимости от него, в том числе, выбирают диаметр труб для обогрева. Расчётные единицы для естественной циркуляции – от 0,3 м/с. Скорость движения теплоносителя зависит от напора, поэтому при выборе варианта с естественной циркуляцией он определяется высотой подъёма расширительного бачка открытого типа. Каждый метр подъёма добавляет величину давления в 0,1 атм.

Рассчитать объем расширительного бака можно тут

В случае с циркуляцией при помощи насоса выбирают величину скорости – 0,7 м/с. Высчитывая скорость необходимо идти на определённые уступки, ведь при высокой скорости появляется шум в системе и существенно повышается гидравлическое сопротивление, а при очень низкой — забольшие размеры отопительных изделий приведут к увеличению финансовых затрат. Потому зачастую выбирают меньший диаметр в связи с:

• облегчённым монтажом;
• относительно низкой стоимостью труб диаметра поменьше;
• увеличением динамичности системы при меньшем количестве жидкости.

Расчёт по этапам

Вы определили исходные данные: нарисовали схему отопительной системы, решили с типом, вовремя рассчитали величину тепловой мощности для всех помещений? Тогда действуйте дальше. Обычно расчёт начинают с наиболее удалённого помещения.

Объёмный расход жидкости вычисляют по формуле:

G = 0.86*Q / 20

где:
G – объёмный расход теплоносителя, кг/ч;
Q – расчётное количество тепла, Вт;
20 – температурная разница в подаче и «обратке». Для расчётов равна 20 °C.

По приведённой формуле определяют массу жидкости, однако горячая вода характеризуется при 80 °C плотностью р = 971.6 кг/м³. Потому объёмный расход Vo вычисляют формуле:

Vo = G / р

При знании объёма и скорости движения нетрудно вычислить площадь поперечного сечения:

S = Vo / (3600 х Vт)

где:
S – площадь поперечного сечения;
Vo – расход (объёмный) теплового носителя;
Vт – выбранная скорость потока жидкости.

И в конце производят расчёт диаметра:

D = корень квадратный из выражения 4S /3,14.

После того, как вы вычислили диаметр для дальней комнаты, рассчитать размер трубопровода для следующего помещения не составит труда. Однако стоит помнить, что через это помещение необходимо пропустить суммарное количество тепла для двух комнат и т.п. Расчёт в целом не трудный, но для тех, кто не занимался ранее подобными вычислениями, достаточно громоздок.

Потому для того, чтобы облегчить сам процесс, существуют таблицы, дающие ответ и решающие задачу – как определить диаметр трубы для отопления. Из таблиц чётко ясно: диаметр отопительных труб с естественной циркуляцией нужен большой, так как скорость движения потока 0,3 м/с. Выбирать трубы стоит по ближайшему большему диаметру, взяв на заметку несовпадение логики маркировки труб из разных материалов:

1. Водогазопроводные трубы из стали – прописан внутренний диаметр.
2. Электросварные изделия из стали – наружный диаметр.
3. Полиэтиленовые, металлопластиковые, из полиэтилена низкого давления, полипропиленовые трубы для отопления – диаметр наружный.

Диаметры медных и стальных труб для отопления:

Таблица диаметров труб

Каким диаметром должны быть трубы отопления полипропилен

Вы решили использовать изделия из полипропилена и не знаете, как подобрать диаметр в связи с вышеприведёнными формулами? Аналогично. Однако у труб из полипропилена большой срок службы, около века, потому система отопления, которая правильно рассчитана и качественно установлена, будет служить довольно долго. Загляните в таблицу диаметров труб для отопления.

Наружный диаметр, мм	PN10		PN20		PN30
	Внутренний диаметр	Толщина стенки	Внутренний диаметр	Толщина стенки	Внутренний диаметр	Толщина стенки
16			10.6	2.7
20	16.2	1.9	13.2	3.4	13.2	3.4
25	20.4	2.3	16.6	4.2	16.6	4.2
32	26.0	3.0	21.2	5.4	21.2	3.0
40	32.6	3.7	26.6	6.7	26.6	3.7
50	40.8	4.6	33.2	8.4	33.2	4.6
63	51.4	5.8	42	10.5	42	5.8
75	61.2	6.9	50	12.5	50	6.9
90	73.6	8.2	6	15
110	90	10	73.2	18.4

Полипропиленовые трубопроводы пользуются популярностью, так как они стоят не так дорого, как металлические, экологичны и внешне привлекательны. К тому же и установка контуров систем при применении подобных изделий становится существенно проще. Существуют специальные аппараты для сварки труб, разные переходники, фитинги, краны и иные нужные комплектующие. Процесс установки чем-то напоминает сборку системы из конструктора.

Подробнее о разновидностях и способах монтажа полипропиленовых труб для отопления читайте в этой статье

Оребрённые трубы

Такие изделия изготавливаются методом поперечно-винтовой прокатки. На них наносятся рёбра, увеличивающие площадь поверхности, которая отдаёт тепло. Применение таких труб даёт возможность сократить вес тепловых обменников, потому что тепло будет отдавать и оребрённая труба, по которой циркулирует жидкость.

Оребренная труба

Такая труба, если сравнивать её с обычной гладкой, имеет площадь теплового обмена в 2-3 раза больше. Популярности оребрённых труб мешает их высокая стоимость. Изделия выполняются из алюминия, латуни и меди. Организация системы отопления с использованием такого типа трубопроводов требует существенных денежных затрат, потому их расчёт в этой статье не будем рассматривать.

При не очень разветвлённой и сложной системе трубный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Для этого необходимо иметь данные о тепловых потерях помещения и мощность каждого радиатора. Потом, заглянув в таблицу, можно определить сечение трубы, соответствующей подаче нужного количества тепла. Расчёт трудных многоэлементных схем лучше оставить для профессионалов. В крайнем случае, рассчитайте сами, но постарайтесь хотя бы получить консультацию.

Смещение бурильной трубы Hevey Waite и вместимость

Таблица A-1 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И СМЕЩЕНИЕ (английская система) БУРОВАЯ ТРУБА

Размер OD	Размер ID	ВЕС	ОБЪЕМ	ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
дюйм	дюйм	фунт / фут	баррелей / фут	баррелей / фут
2-3 ​​/ 8	1.815	6,65	0,01730	0,00320
2-7 / 8	2.150	10,40	0,00449	0,00354
3-1 / 2	2,764	13,30	0,00742	0,00448
3-1 / 2	2.602	15,50	0,00658	0,00532
4	3,340	14,00	0,01084	0,00471
4-1 / 2	3.826	16.60	0,01422	0,00545
4-1 / 2	3.640	20,00	0,01287	0,00680
5	4,276	19,50	0,01766	0,00652
5	4,214	20,50	0,01730	0,00704
5-1 / 2	4.778	21,90	0,02218	0,00721 ​​
5-1 / 2	4,670	24,70	0,02119	0,00820
5-9 / 16	4.859	22.20	0,02294	0,00712
6-5 / 8	5.9625	25,20	0,03456	0,00807
		Таблица A-2
	ТЯЖЕЛЫЕ БУРОВЫЕ ТРУБЫ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
Размер OD	Размер ID	ВЕС	ОБЪЕМ	ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
дюйм.	дюйм	фунт / фут	баррелей / фут	баррелей / фут
3-1 / 2	2,0625	25,3	0,00421	0,00921
4	2,25625	29,7	0,00645	0.01082
4-1 / 2	2,75	41,0	0,00743	0,01493
5	3,0	49,3	0,00883	0,01796

Дополнительные возможности, баррель / фут, смещения, баррель / фут и вес, фунт / фут можно определить следующим образом:

Водоизмещение, барр. / Фут = Dh, дюйм.- Dp, дюйм 2

1029,4

Вес, фунт / фут = водоизмещение, баррель / фут x 2747 фунт / баррель

Таблица A-3 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И СМЕЩЕНИЕ (метрическая система) БУРОВАЯ ТРУБА

Размер OD	Размер ID	ВЕС	ОБЪЕМ	ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
дюйм	дюйм	фунт / фут	л / фут	л / фут
2-3 ​​/ 8	1.815	6,65	1,67	1,19
2-7 / 8	2.150	10,40	2,34	1.85
3-1 / 2	2,764	13,30	3,87	2,34
3-1 / 2	2.602	15,50	3,43	2,78
4	3,340	14,00	5,65	2,45
4-1 / 2	3.826	16.60	7,42	2,84
4-1 / 2	3.640	20,00	6,71	3,55
5	4,276	19,50	9,27	3,40
5	4,214	20,50	9,00	3,67
5-1 / 2	4.778	21,90	11,57	3,76
5-1 / 2	4,670	24,70	11,05	4,28
5-9 / 16	4.859	22.20	11,96	3,72
6-5 / 8	5.965	25,20	18,03	ОБЪЕМ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ БУРОВОГО УШНИКА I.D. 1% « 2 « 21/4 « 21/2 « 2% « 3 « 3 / « 3 / « 3% « 4 « 4 / « Вместимость.0022 .0030 .0039 .0049 .0061 .0073 .0087 .0103 .0119 .0137 .0155 .0175 OD # / фут 36,7 34.5 32,0 29,2 4 « Дисп. 0,0 133 . 0125 .0116 .0106 4% « # / фут Дисп. 34,7 0,0126 42,2. 0153 40,0 .0145 37,5 0,0136 41/2 « # / фут Дисп. 48,1 0,0175 45.9. 0167 43,4 0,0158 40.6 .0148 4% « # / фут Дисп. 54,3. 0197 52,1 0,0189 49,5 0,0180 46,8 0,0170 43,6 0,0159 5 « # / фут Дисп. 60,8 0,0221 58,6 0,0213 56,3 0,0214 53,3. 0194 50,1 0,0182 5% « # / фут Дисп. 67,6 0,0246 65,4 0,0238 62,9 0,0229 60.1 .0219 56,9 0,0207 53,4 0,0194 5 / « # / фут 74,8 72,6 70,5 67,3 64,1 60,6 56,8 Дисп. . 0272 0,0264 . 0255 . 0245 .0233 .0221 .0207 5% « # / фут 82,3 80,1 77,6 74.8 71,6 68,1 64,3 Дисп. .0299 .0291 .0282 . 0272 .0261 . 0248 .0234 6 « # / фут 90.1 87,9 85,4 82,6 79,4 75,9 72,1 67,9 63,4 Дисп. . 0328 .0320 .0311 .0301 .0289 . 0276 .0262 . 0247 .0231 6% « # / фут 98,0 95,8 93,3 90,5 87,3 83,8 80.0 75,8 71,3 Дисп. . 0356 . 0349 .0339 . 0329 .0318 . 0305 .0291 . 0276 .0259 6 / « # / фут 107.0 104,8 102,3 99,5 96,3 92,8 89,0 84,8 80,3 Дисп. .0389 .0381 .0372 .0362 .0350 . 0338 . 0324 .0308 .0292 6% « # / фут 116,0 113,8 111,3 108,5 105,3 101.8 98,0 93,8 89,3 Дисп. .0422 .0414 . 0405 . 0395 .0383 .0370 . 0356 . 0341 .0325 7 дюймов # / фут 125,0 122,8 120,3 117,5 114,3 110,8 107,0 102,8 98,3 93,4 88,3 Дисп. . 0455 . 0447 .0438 .0427 .0416 .0403 .0389 .0374 . 0358 .0340 . 0321 7% « # / фут 134.0 131,8 129,3 126,5 123,3 119,8 116,0 111,8 107,3 ​​ 102,4 97,3 Дисп. . 0487 .0479 .0470 .0460 . 0449 .0436 .0422 .0407 .0390 .0372 . 0354 7 / « # / фут 144,0 141,8 139,3 136.5 133,3 129,8 126,0 121,8 117,3 112,4 107,3 ​​ Дисп. .0524 .0516 . 0507 . 0497 . 0485 .0472 .0458 . 0443 .0427 .0409 .0390 7% « # / фут 154,0 151,8 149,3 146,5 143,3 139,8 136.0 131,8 127,3 122,4 117,3 Дисп. .0560 .0552 .0543 .0533 .0521 .0509 . 0495 .0479 .0463 .0445 .0427 8 « # / фут 165,0 162,8 160,3 157,5 154,3 150,8 147,0 142,8 138,3 133.4 123,3 122,8 Дисп. .0600 .0592 .0583 .0573 .0561 .0549 .0535 .0520 .0503 . 0485 .0467 . 0447 8% « # / фут 176,0 173,8 171,3 168,5 165,3 161,8 158,0 153,8 149,3 144,4 139,3 133.8 Дисп. .0640 .0632 .0623 .0613 . 0601 .0589 .0575 .0560 .0543 .0525 . 0507 .0487 8 / « # / фут 187.0 184,8 182,3 179,5 176,3 172,8 169,0 164,8 160,3 155,4 150,3 144,8 Дисп. .0680 .0672 .0663 .0653 . 0641 .0629 .0615 .0600 .0583 .0565 .0547 .0527 8% « # / фут 199,0 106,8 194.3 191,5 188,3 194,8 181,0 176,8 172,3 167,4 162,3 156,8 Дисп. .0724 .0716 .0707 .0697 . 0685 .0672 .0658 .0613 . 0697 . 0609 .0590 .0570 9 « # / фут 210,2 268,0 205,6 202,7 199.6 196,0 192,2 188,0 183,5 178,7 173,5 168,0 Дисп. .0765 . 0757 .0748 .0738 .0726 .0714 .0700 . 0685 .0668 .0651 .0632 . 0612 10 « # / фут 260,9 258,8 256,3 253,4 250,3 246,8 242.9 238,8 234,3 229,4 224,2 118,7 Дисп. .0950 .0942 . 0933 . 0923 .0911 .0898 . 0884 .0869 .0853 .0835 .0816 .0796

Была ли эта статья полезной?

Объем и рабочий объем — буровые растворы

1. Объем системы бурового раствора — Общий объем системы бурового раствора может быть рассчитан с бурильной колонной в скважине или вне ее.

Общий объем бурового раствора = объем ямы + объем скважины

2. Производительность насоса — Таблицы производительности насоса должны быть скорректированы для оценки или измерения эффективности насоса.Триплексные насосы обычно имеют КПД от 90 до 98%. Дуплексные насосы двойного действия обычно имеют КПД 85-95%.

Следующие два уравнения рассчитывают производительность насоса при 100% объемном КПД. Константа K может быть изменена для получения единиц баррелей / STK, галлонов / STK или литров / STK.

• sup> a. QDuplex = [2 (IDLINEr) 2 — (ODROd) 2] (LSTk)
• sub> b Q (холостой ход) 2 (lstk) b. QTriplex — K

Постоянная насоса, K
Тип насоса	BBL / STK	ГАЛ / СТК	Литр / СТК
Дуплексный насос	6174.00	147,00	38,82
Триплексный насос	4117,67	98,04	25,90
Таблицы рабочего объема насосов см. В приложении.

3. Объем грязевой ямы — Те же уравнения емкости, что и в разделе «Разбавление буровых растворов на водной основе», справедливы для объема. Глубина будет фактической глубиной грязи в грязевых ямах.

Вместимость (грязевые ямы) 1. Прямоугольные грязевые ямы

L = длина, фут W = ширина, фут h = высота, фут 2. Грязевые ямы с наклонной стенкой

1. 6146 фут3 / барр. Средняя ширина
2. Горизонтальная цилиндрическая грязевая яма

R2 arccos

57,296

Примечание. Калькулятор должен быть настроен на градусы для приведенного выше уравнения. Если вы хотите использовать в калькуляторе радианы, просто удалите (57,296) из приведенного выше уравнения.

4. Вертикальные цилиндрические грязевые ямы

Грузоподъемность и рабочий объем (бурильная колонна и отверстие)

Номенклатура
Наружный диаметр, дюйм.	OD
Внутренний диаметр, дюйм	ID
Диаметр отверстия, дюйм	Dh
Внешний диаметр кольцевой трубы, дюймы	Д
Внутренний диаметр кольцевой трубы, дюймы	д
Труба закрытая	CE
Труба с открытым концом	OE

1.Пропускная способность — Пропускная способность применительно к бурильным трубам, утяжеленным бурильным трубам и другим трубным изделиям — это объем жидкости, который может содержать труба. Внутренний диаметр трубы, ID, (дюймы) используется в уравнении, показанном ниже.

1029,4

Вместимость ствола скважины, обсаженной или необсаженной, — это объем жидкости, который может содержать ствол. Диаметр отверстия, Dh или внутренний диаметр обсадной колонны используются в приведенном выше уравнении.

2. Рабочий объем a. Труба с открытым концом — смещение в отношении бурильных труб, утяжеленных бурильных труб и труб — это объем жидкости, который труба будет вытеснять, если поместить ее в жидкость с открытым концом, чтобы позволить ей заполниться внутри.Объем вытеснения равен объему металла в трубе. Внешний диаметр трубы OD и внутренний диаметр ID используются в уравнении ниже.

Водоизмещение / OE, барр. / Фут

(OD) 2- (ID) 2-] 1029: 4

3. Труба с закрытым концом — Вытеснение в отношении бурильных труб, утяжеленных бурильных труб и труб — это объем жидкости, который труба будет вытеснять, если поместить ее в жидкость с закрытым нижним концом, чтобы жидкость не попала внутрь. Внешний диаметр трубы OD используется в уравнении ниже.

1029,4

Объем кольцевого пространства и межтрубного пространства

1. Объем кольцевого пространства — Объем кольцевого пространства (Anncap) — это объем, заключенный между двумя цилиндрами, расположенными один внутри другого, например обсадной колонной с бурильной трубой внутри. В расчетах используются внутренний диаметр обсадной колонны и наружный диаметр бурильной трубы.

Объем затрубного пространства, барр. / Фут = [(-D) ,, -.- „iOD ‘) -y y 1029,4

Объем кольцевого пространства трубы или обсадной колонны в открытом стволе диаметром Dh рассчитывается с использованием Dh (вместо ID) и наружного диаметра трубы или обсадной колонны с использованием приведенного выше уравнения.

2. Объем кольцевого пространства для нескольких труб — Кольцевое пространство может содержать более одной трубы внутри обсадной колонны или открытого ствола. Для расчета объема жидкости в многократном кольцевом пространстве используйте приведенное ниже уравнение, в котором предполагается, что все трубы имеют одинаковый наружный диаметр (n = количество труб в кольцевом пространстве). Если внутренние трубы имеют разные размеры, отдельные наружные диаметры должны быть возведены в квадрат и суммированы, сумма, вычтенная из значения ID2 в числителе уравнения ниже.

Пропускная способность многократного кольцевого пространства, барр. / Фут = [(ID) 2 ~ «(OD) 2] K 1029.4

Для открытого ствола с несколькими трубами пропускная способность кольцевого пространства рассчитывается на основе диаметра ствола Dh в уравнении выше, заменяя Dh на ID.

Переоборудование в другие блоки

Ниже приведены уравнения, которые позволяют производить расчеты пропускной способности и объема вытеснения в других полезных единицах. В этих уравнениях «D» представляет больший диаметр, а «d» — меньший диаметр.

галлон / фут = (D2 — d2) (0,0408)

• 24,51 фут / галлон = ———
• sup> y (D2- d2)

баррелей / фут = (D2 — d2) (0.0009714)

фут3 / фут = (D2 — d2) (0,005454)

фут / фут3 = —- 1 — 8 — 3 —.— 3 —- 5 ——

Примечание. Для объемов кольцевого пространства с несколькими трубами замените значение n (d2) на d2 в уравнениях выше, когда все трубы имеют одинаковый диаметр. Если все диаметры не одинаковы, OD каждой трубы необходимо возвести в квадрат, просуммировать и вычесть сумму из значения ID2 в числителе соответствующего уравнения выше.

Табличные данные о грузоподъемности и рабочем объеме

Табличные значения грузоподъемности и перемещений различных размеров, веса и трубных замков представлены в Приложении к настоящему Руководству.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ТРУБ

| ШАГ ЗА ШАГОМ И EXCELSHEET

Как выполнить расчет пропускной способности трубы

Термин «емкость» часто используется как синоним объема. При использовании на нефтяном месторождении это количество, которое может выдержать конкретная длина трубы. Зная форму трубы круглой; количество часто рассчитывается вручную.

В этой части мы обсудим расчеты заполнения и вытеснения. Расчеты производительности — это одна из различных математических задач, которые можно значительно упростить, если использовать Таблицы цементирования Halliburton (Красная книга).В разделе 210 (Производительность) перечислены коэффициенты пропускной способности для различных размеров бурильных труб, насосно-компрессорных труб, обсадных труб и необсаженного ствола. В настоящее время они указаны в галлонах на фут, баррелях на фут и кубических футах на фут (рис. 1).

Чтобы использовать таблицы грузоподъемности, найдите правильную таблицу для типа трубы, с которой вы имеете дело: бурильная труба, НКТ, обсадная колонна или открытый ствол. Затем найдите размеры и вес трубы в двух левых столбцах. ( Примечание : Для трубок имеется четыре столбца.) Затем найдите нужные единицы громкости вверху. Считайте коэффициент емкости в месте пересечения столбцов.

Пример задачи

Какова пропускная способность в галлонах 1000 футов бурильной трубы с высадкой 2-7 / 8 дюйма и 10,4 фунт / фут с внутренней высадкой? Используйте образец раздела 210, показанный на рисунке 5.1, для облегчения ваших расчетов.

Раствор

Найдите соответствующий коэффициент пропускной способности (в галлонах / фут) на Рисунке 1 и умножьте его на длину бурильной трубы.

Коэффициент мощности = 0.1888 галлон / фут

Вместимость = 0,1888 галлона / фут × 1000 фут = 188,8 галлона

Рисунок 1

A) Расчет пропускной способности заправочной трубы

Заполнение трубы определяется по длине трубы, которую будет заполнять указанный объем. Коэффициенты пополнения также перечислены в разделе 210 Красной книги.

Пример задачи:

Какова длина в футах 3,5-дюймовой бурильной трубы с высадкой 15,5 фунта / фут для заполнения 25 баррелей нефти? Используйте рисунок 5.1, чтобы помочь в ваших расчетах.

Решение:

Коэффициент заполнения = 152,05 футов / баррель

Заполнение = 152,05 футов / баррель × 25 баррелей = 3801,25 футов

B) Расчет смещения трубы

В нефтяном месторождении термины «вытеснение» и «вытеснение» могут вызывать путаницу. Термин «вытеснение» часто относится к откачке жидкости внутри любой трубы из трубы, например, при вытеснении HVP водой. Для этого количество перекачиваемой жидкости обычно равно пропускной способности трубы.

Смещение трубы с заглушкой

На рис. 2 показан объем жидкости, вытесняемой при спуске в скважину трубы с заглушкой. Этот объем равен площади плоской поверхности внешнего диаметра, умноженной на длину трубы:

Рабочий объем = наружный диаметр × длина

или

Рабочий объем = 0,7854 × OD × OD × Длина

Рисунок 2

Пример задачи

Рассчитать смещение в бочках для трубы с заглушкой, показанной на Рисунке 2?

Решение:

Преобразовать 3 дюйма в фут | 3/12 дюйма / фут = 0.3

Коэффициент преобразования = (находится в разделе 240 (Красная книга), страница 85) = 0,1781 барр. / Фут

Водоизмещение = 49,09 футов 3 3 × 0,1781 барр. / Фут = 8,74 барр.

Открытое вытеснение бурильной трубы

Когда труба с открытым концом (то есть некоторое отверстие позволяет трубе заполняться изнутри при спуске в скважину), она вытесняет меньше жидкости, чем труба с пробкой. На рисунке 3 вы можете видеть, что труба с открытым концом вытесняет объем, равный только объему стали, помещенной в жидкость.Это смещение часто оценивается умножением площади поперечного сечения на длину: 900 · 10

Рабочий объем = Площадь поперечного сечения × длина

Рисунок 3

Пример задачи

Рассчитать смещение в бочках для трубы с открытым концом, показанной на Рисунке 3?

Решение:

OD = 3 дюйма = 0,25 фута, ID = 1.3 = 6,55 баррелей

ПРИМЕЧАНИЕ : В приведенных выше примерах предполагалось, что трубчатые изделия были соединены заподлицо; то есть не учитывались припуски на внутренние и внешние осадки или соединения. Раздел 130 Красной книги включает факторы, которые учитывают высадки и муфты, как показано на Рисунке 4.

Скачать таблицу расчета пропускной способности труб

Нравится:

Нравится Загрузка …

Расчет для скважин

— AAPG Wiki

Справочное руководство по геологии разработки
серии	Методы разведки
Деталь	Методы на буровой площадке
Глава	Математика для скважин
Автор	Грег Данн
Ссылка	Интернет-страница
Магазин	Магазин AAPG

Несколько простых математических формул используются для выполнения основных расчетов во время бурения скважины.Результаты этих расчетов расширяют знания о поведении скважины и облегчают общение с буровым персоналом. Определения математических переменных и сокращений, используемых в этой главе, приведены в таблице 1.

Таблица 1 Определения терминов и сокращений, используемых в этой главе

Срок	Определение	Единица
п.	Гидростатическое давление на глубине d	фунтов на квадратный дюйм
МВт мутная вода	Масса бурового раствора	фунтов / галлон
D	Глубина по вертикали	футов
В баррель	Том	баррелей баррелей / фут
D 1	Больший диаметр	дюйм.
D s	Меньший диаметр	дюйм.
В ч	Объем отверстия; объем открытого или обсаженного ствола	баррелей баррелей / фут
В а	Кольцевой объем; объем кольцевого пространства, площадь между внешней стороной бурильной трубы или муфты и открытым или обсаженным стволом	баррелей баррелей / фут
V d	Рабочий объем; объем, вытесняемый стальным объемом бурильной трубы или воротника.Смещение — это объем между внешним и внутренним диаметром бурильной трубы или воротника.	баррелей баррелей / фут
V c	Объем емкости; объем, содержащийся внутри бурильной трубы или воротника	баррелей баррелей / фут
Вт	Масса хомутов или кожуха	фунт / фут
от	Наружный диаметр трубы	дюйм.
id	Внутренний диаметр трубы	дюйм.
D т	Мощность тройного бурового насоса	баррелей / ход
D d	Мощность двойного бурового насоса	баррелей / ход
л с	Длина хода насоса	дюйм.
Д 1	Диаметр гильзы насоса	дюйм.
D r	Диаметр насосной штанги (только дуплекс)	дюйм.
AV	Скорость вращения в кольце	фут / мин
галлонов в минуту	Мощность бурового насоса	галлонов / миль н
Dh	Диаметр отверстия	дюйм.
Ан	Площадь сопла	дюймов 2
J 1 … J n	Размер сопел, без «32-го»	32-й дюйм.
JNV	Скорость сопла	фут / сек
THhp	Общая гидравлическая мощность	л.с.
ПП	Давление бурового насоса	фунтов на квадратный дюйм
JNPL	Потери давления на сопле	фунтов на квадратный дюйм
% Hhpb	Процент общей мощности, израсходованной на долоте	%
л.с.	Гидравлическая мощность на долоте	л.с.
л.с. / дюйм. 2	Гидравлическая мощность на квадратный дюйм долота	л.с. / дюйм. 2
Обь	Диаметр долота	дюйм.
JIF	Сила удара реактивной струи	фунтов
FFP Конечное давление потока	Давление трещины пласта	фунтов на квадратный дюйм
Т% Hhpb	Общая процентная гидравлическая мощность на долоте	%

Гидростатическое давление в жидких колоннах

Вес бурового раствора — это ключевой манометр, используемый при бурении, поскольку он непосредственно реагирует на пластовое давление.Гидростатическое давление в любой точке ствола скважины, заполненной жидким буровым раствором (буровым раствором) в статических условиях (то есть, когда бурильная колонна не циркулирует и / или не перемещается вверх или вниз), является функцией только двух переменных:

• Высота столба жидкости (глубина)
• Плотность жидкости (буровая масса)

Общий объем жидкости или форма отверстия не влияют на гидростатическое давление, но высота столба жидкости (глубина) должна измеряться в том же направлении, что и сила тяжести, то есть истинно вертикально.Это соображение важно для сильно наклонных и горизонтальных стволов скважин. Гидростатическое давление (P) на любой глубине в стволе скважины рассчитывается следующим образом:

Пример : Если скважина глубиной 10000 футов содержит буровой раствор с массой 11,5 фунта на галлон (фунтов на галлон), гидростатическое давление на дне скважины равно

Масса бурового раствора

Если уравнение для гидростатического давления решается для веса бурового раствора (MWmuddy water), то можно рассчитать эквивалентный вес бурового раствора, что имеет несколько важных применений на буровой площадке.Решая для MWmuddy воды, уравнение принимает вид

Пример : Предположим, что пласт на высоте 10 000 футов 3 048 м имеет известное гидростатическое давление 6292 фунта на квадратный дюйм. Вес бурового раствора, необходимый для бурения этого «сбалансированного» пласта (гидростатическое давление, равное пластовому давлению), рассчитывается следующим образом:

Убить массу грязи

В ситуации контроля скважины после того, как был произведен удар, необходимо увеличить вес бурового раствора, чтобы уравновесить пластовое давление.Поглощающий вес бурового раствора можно рассчитать, наблюдая за стабилизированным давлением в закрытой бурильной трубе. Давление в закрытой бурильной трубе регистрирует превышение пластового давления над гидростатическим давлением бурового раствора в скважине. Давление в закрытой бурильной трубе преобразуется в эквивалентную массу бурового раствора. Этот вес добавляется к весу бурового раствора, находящемуся в данный момент в стволе скважины, чтобы получить необходимый вес глушения. Удельный вес бурового раствора также можно преобразовать обратно в фунты на квадратный дюйм, чтобы получить оценку пластового давления.

Пример : Предположим, что в скважине произошел выброс на высоте 10 000 футов 3 048 м во время бурения с буровым раствором 11,5 фунта на галлон. Скважина закрыта, давление в бурильной трубе составляет 312 фунтов на квадратный дюйм. Избыток в фунтах на галлон веса бурового раствора рассчитывается следующим образом:

Добавление расчетного превышения 0,6 фунта на галлон к текущей плотности бурового раствора в 11,5 фунтов на галлон дает 12,1 фунта на галлон, необходимые для контроля скважины. Вес бурового раствора обычно увеличивается сверх расчетного веса глушения, чтобы учесть отрицательное давление (тампон), оказываемое на ствол при спуске бурильной колонны.

Давление трещины пласта

Давление разрыва пласта (давление в НКТ по ​​FTP) может быть определено с помощью теста на утечку или испытания целостности пласта . В этом испытании скважина закрывается, и буровой раствор медленно закачивается в скважину. Давление в стволе скважины линейно увеличивается до точки, где пласт начинает принимать буровой раствор. Давление в этой точке является давлением утечки и используется для оценки давления в трещине пласта.Как и давление в закрытой бурильной трубе, давление утечки добавляется к давлению бурового раствора в скважине.

Пример : Предположим, что испытание на герметичность проведено в стволе скважины длиной 10 000 футов, содержащем 11,5 фунта на галлон бурового раствора с давлением утечки 1040 фунтов на квадратный дюйм. Давление разрыва пласта оценивается как

Давление гидроразрыва пласта эквивалентно плотности бурового раствора 11,5 + 2,0 = 13,5 фунтов на галлон, или

Следовательно, потеря циркуляции может стать проблемой в этом стволе скважины, если масса бурового раствора превышает примерно 13.5 стр. Эта процедура достаточно точна для быстрых расчетов месторождения, но она немного завышает давление в пласте, поскольку не учитываются эффективная сжимаемость бурового раствора и потери давления на трение.

Объемы ствола

Все важные объемы ствола скважины рассчитываются по единой формуле:

Объемы указываются в баррелях и могут быть рассчитаны для скважины с внутренним калибром, используя это уравнение для определения объема в баррелях на фут, а затем умножая это значение на длину секции скважины в футах.(Примечание: промывки и толстая глинистая корка могут существенно изменить объем скважины.)

Пример : Если в скважине глубиной 10000 футов и диаметром 8,0 дюймов содержится труба с внешним диаметром 5,0 дюйма, 0,127 м
0,417 фута и внутренним диаметром 4,0 дюйма. 0,102 м
0,333 фута, объем вычислений выглядит следующим образом:

Хотя это решение является математически правильным (то есть сумма кольцевого объема, вытеснения и пропускной способности равна объему ствола скважины), основная формула приводит к заниженной оценке смещения бурильной трубы.Поскольку бурильные трубы (не муфты) имеют замки, приваренные к трубе, расчет смещения бурильной трубы включает дополнительный этап для учета дополнительного объема, смещаемого замками. Для большинства расчетов с обычно используемыми размерами и массами бурильных труб (4,5 и 5 дюймов) добавление величины 0,001 к расчету объема ствола на фут для смещения с достаточной точностью учитывает дополнительный объем бурильного замка. Используя данные из предыдущего примера, мы получаем следующий расчет смещения:

Обратите внимание, что при учете замков бурильных труб смещение равно 10.0 баррелей больше. Опять же, этот дополнительный шаг не требуется при расчете смещения хомутов, так как хомуты не имеют приварных замков.

При расчете объема на буровой площадке важно определить геометрию каждой скважины в стволе скважины. Лучше всего это сделать, нарисовав схематическое изображение ствола скважины и указав все размеры обсадной колонны, открытого ствола, бурильной трубы и муфты. В нескольких справочниках есть обширные таблицы с указанием размеров труб и муфт ^[1] .Затем необходимо произвести расчеты для каждого кольцевого вытеснения и объема ствола скважины, а затем просуммировать итоговую величину.

Масса хомутов или кожуха

Вес (W) хомутов или обсадных труб в фунтах на фут оценивается по формуле

Часто наружный диаметр (od) и вес хомутов являются единственными известными размерами. В этом случае предыдущее уравнение может быть решено для внутреннего диаметра (id) хомутов:

Пример : Для оценки внутреннего диаметра утяжеленных бурильных труб с внешним диаметром 6.5 дюймов 0,165 м
0,542 фута и весом 96 фунтов / фут, производится следующий расчет:

Мощность бурового насоса

Теоретическая мощность насосов тройного и дуплексного типа рассчитывается по следующим формулам:

Пример : производительность тройного бурового насоса с 11-дюймовым. длина хода и 6 дюймов лайнеры установлены

Это теоретический расчет, основанный на работе насоса со 100% КПД.Буровые насосы редко бывают эффективными на 100%, и это вычисление умножается на некоторый объемный коэффициент полезного действия, обычно от 0,90 до 0,99 для тройных насосов и от 0,80 до 0,90 для двойных насосов. Фактический КПД насоса определяется путем измерения всасывающего приямка, изолирования всасывающего приямка так, чтобы буровой раствор перекачивался из него только за определенное количество ходов насоса, затем вычисления объема, откачанного из приямка, и деления его на общий количество ходов насоса.

Помимо количества баррелей на ход, производительность бурового насоса также может быть выражена в галлонах на ход, баррелях в минуту или галлонах в минуту.После определения ствола на ход остальные параметры легко вычисляются следующим образом:

Пример : Если ранее рассмотренный тройной насос работал с объемным КПД 95% при 98 ходах / мин, можно выполнить следующие расчеты:

Время обращения или запаздывания

Восходящая циркуляция или время задержки. — это время, в течение которого образцы или газ, образовавшийся в долоте, достигают поверхности (через буровой раствор) для исследования.Этот расчет зависит от объема и скорости.

После расчета объемов ствола скважины и производительности бурового насоса можно оценить несколько параметров времени циркуляции бурового раствора. Наиболее часто используемые из этих параметров:

• ходов насоса с поверхности на долото,
• время от поверхности до долота,
• ходов насоса от долота к поверхности (ходы с задержкой), и
• время от бита до поверхности (время запаздывания).

Поскольку буровой раствор закачивается изнутри бурильной колонны к долоту, расчеты от поверхности к долоту (s-to-b) выполняются следующим образом:

Буровой раствор затем закачивается обратно в ствол скважины на поверхность через кольцевое пространство, поэтому расчеты отношения долота к поверхности (b-to-s) или запаздывания выполняются следующим образом:

Пример : Используя ранее рассчитанные данные, мы можем рассчитать время обращения следующим образом:

Время задержки также можно измерить на буровой, поместив карбид кальция в трубу при выполнении соединения.Карбид реагирует с водой в буровом растворе и образует газообразный ацетилен, который легко обнаруживается хроматографом. Счетчик ходов сбрасывается, когда карбид «опускается» по трубе, и записывается количество ходов, необходимых для возврата ацетилена. Затем сравниваются фактические и рассчитанные лаги и дается интерпретация.

Сравнение измеренного и рассчитанного времени запаздывания и знание расчетов объема и бурового насоса имеют несколько других приложений для решения проблем на буровой.К ним относятся расположение размыва (трещина или отверстие) в бурильной колонне, место обнаружения нефти при застревании бурильной колонны и плотность проникающей жидкости для выбрасывания.

Долото гидравлика

Гидравлика — это отрасль науки, которая занимается практическим применением движущихся жидкостей. Гидравлика долота важна, потому что на очистку ствола скважины и эффективность бурения напрямую влияет мощность, затрачиваемая на долото.

Кольцевая скорость

Скорость в кольцевом пространстве — это средняя скорость, с которой буровой раствор движется обратно вверх по кольцевому пространству при циркуляции скважины.Хотя производительность бурового насоса остается постоянной, кольцевые скорости меняются в разных точках ствола скважины из-за изменений размеров трубы, муфты и ствола скважины. Кольцевая скорость (AV) может быть рассчитана как

Пример : Если буровой раствор циркулирует со скоростью 400 галлонов / мин в 8,5-дюймовом. отверстие, содержащее 4,5-дюйм. бурильная труба и 6.5-дюйм. воротников, кольцевые скорости

Площадь сопла

Обычное долото для роторного бурения обычно имеет от двух до четырех струйных форсунок, установленных для создания струйного воздействия на буровой раствор для очистки забоя скважины.Размер сопла варьируется и измеряется в 32-х долях дюйма. Обратите внимание, что при указании размеров сопла «32» обычно не указывается. Таким образом, бит с установленными «тремя 13-дюймовыми» означает, что у долота есть три 13/32-дюймовых. форсунки установлены. Общая площадь (An) струйных сопел рассчитывается как

Пример : Площадь сопел для долота с тремя 13/32 дюймами. форсунки установлены

Скорость сопла

Скорость струйного сопла (JNV) — это скорость бурового раствора, выходящего из струйных сопел долота, и оценивается как

Пример : Скорость сопла для долота с тремя установленными соплами 13 и скоростью циркуляции 400 галлонов в минуту равна

Общая гидравлическая мощность

Общая гидравлическая мощность (THhp), доступная для буровой гидравлики, определяется скоростью циркуляции и давлением бурового насоса.Общая гидравлическая мощность рассчитывается как

Пример : Общая гидравлическая мощность, доступная при циркуляции со скоростью 400 галлонов в минуту с давлением насоса 2000 фунтов на квадратный дюйм, составляет

Потери давления на сопле

Давление насоса — это общее давление, прилагаемое ко всему наземному оборудованию циркуляционной системы (например, стояк, шланг ведущей трубы и ведущая труба), стволу бурильной колонны, соплам и затрубному пространству.Только давление, пропускаемое через форсунки, совершает полезную работу по бурению. Остальные потери давления обозначены как паразитные потери давления . Потеря давления в сопле реактивного сопла оценивается следующим образом:

Пример : Давление, потерянное через три 13-дюймовых форсунки при циркуляции бурового раствора 12,0 фунт / галлон со скоростью 400 галлон / мин, составляет

Гидравлическая мощность на долоте

Гидравлическая мощность на долоте (BHhp) рассчитывается как общая гидравлическая мощность (THhp), но давление бурового насоса (Pp) заменяется потерей давления в форсунке (JNPL):

процентное соотношение общей гидравлической мощности, затрачиваемой на долоте, является важным параметром для определения и рассчитывается двумя способами:

или

Пример : Используя данные из предыдущих примеров, мы можем вычислить процентную гидравлическую мощность на долоте следующим образом:

или

Еще один ключевой гидравлический параметр, который указывает величину мощности, затрачиваемой на долото, — это гидравлическая мощность в лошадиных силах на квадратный дюйм площади долота.Рассчитывается по

Пример : Использование предыдущих данных с 8,5-дюймовым. бит, мы можем рассчитать гидравлическую мощность на квадратный дюйм площади долота как

Сила удара реактивной струи

Одна из теорий «оптимальной» гидравлики бурения гласит, что очищающее действие долота на забое скважины максимизируется за счет максимизации силы удара струи. Сила удара реактивной струи (JIF) оценивается как

Пример : Используя предыдущие данные, мы можем рассчитать силу удара струи следующим образом:

См. Также

Список литературы

1. ↑ Baker Service Tools, 1985, Техническая информация для специалистов по нефти и газу.

Внешние ссылки

найти литературу по математика для буровой площадки

Прогноз остаточного цемента в бурильной трубе после работы с уравновешивающей пробкой с использованием трехмерного симулятора смещения конечных разностей | Конференция и выставка SPE / IADC по технологиям бурения на Ближнем Востоке

Рабочие колонны бурильных труб (DP) используются для непрерывных операций на этапе бурения, а также для различных операций по цементированию, таких как спуск обсадной колонны, хвостовиков, обсадных труб с внутренней колонной, работ по отжиму и цементирование с балансировочной пробкой.Имеются сообщения о случаях прилипания остаточного цемента к внутренним стенкам бурильных колонн после завершения операции цементирования и вытягивания рабочей колонны из ствола скважины (POOH). Остаточный цемент в конечном итоге затвердевает, и эта затвердевшая окалина трескается и отслаивается в различных размерах из-за вибрации и изгиба трубы. Существует вероятность того, что окалина большего размера может застрять в компоновке низа бурильной колонны (КНБК), забивая инструменты измерения во время бурения (MWD), забойный двигатель и даже долото.Цементная окалина также может забивать рабочие колонны, используемые при цементировании пробок и операциях сжатия. При морских глубоководных операциях извлечение забитой КНБК или рабочей колонны может стоить миллионы долларов США потерянного времени, в зависимости от глубины ствола скважины. Во время первичного цементирования, когда DP используется для спуска обсадной колонны, цементная окалина от повторно используемого DP может закупорить поплавковое оборудование, что может вызвать преждевременное высвобождение грязесъемных пробок, уплотнение при плотном ограничении или повлиять на инструменты для установки подвески и может привести к серьезному сбою в работе.

Основной причиной остаточного цемента внутри DP является нулевая скорость на границе раздела стенка-жидкость, вызванная условием отсутствия проскальзывания. Трехмерный симулятор смещения использовался для выполнения анализа после завершения двух работ с уравновешенной пробкой на глубоководной скважине в Мексиканском заливе (GOM) для прогнозирования остаточного цемента. Симулятор решает уравнения сохранения импульса для поля скорости и уравнение конвективной диффузии для поля концентрации. Глубоководная скважина GOM имела рабочую колонну, состоящую из 6 конических колонн.625 дюймов DP (от 0 до 10 500 футов), за которым следует 5 дюймов. DP (от 10500 до 23800 футов) и 3,5 дюйма DP (от 23 800 до 24 800 футов). Выбор, предоставление и надлежащая подготовка DP является исключительной ответственностью оператора. Также было смоделировано влияние дротиков грязесъемника и объемов жидкости на толщину остаточного цементного слоя. Этот тип 3D-симулятора смещения может быть чрезвычайно ценным в качестве инструмента для проектирования цементирования перед началом работ и для анализа после завершения работ.

Калькулятор формул Барлоу — Допустимое внутреннее давление в трубе

Формула

Барлоу — это расчет, используемый для отображения взаимосвязи между внутренним давлением, допустимым напряжением (также известным как кольцевое напряжение), номинальной толщиной и диаметром.Это помогает определить максимальное давление, которое труба может выдержать.

Формула выражается как P = 2St / D , где:

п

давление, фунт / кв. Дюйм изб.

т

номинальная толщина стенки в дюймах (например, 0,375)

D

Внешний диаметр в дюймах

S

допустимое напряжение в фунтах на квадратный дюйм, которое зависит от давления, определяемого с использованием параметров текучести или растяжения, в зависимости от того, что пытаются определить

В частности, по формуле Барлоу можно определить:

• Внутреннее давление при минимальном выходе:
  S = SMYS — минимальный выход для марки трубы
• Предельное давление разрыва:
  S = SMTS — минимальный предел прочности на разрыв для марки трубы
• Максимально допустимое рабочее давление:
  S = SMYS — уменьшено на расчетный коэффициент
• Гидростатическое испытательное давление мельницы:
  S = SMYS — уменьшено на расчетный коэффициент в зависимости от наружного диаметра и марки

Хотя этот калькулятор полезен при планировании проекта трубопровода, мы рекомендуем вам связаться с нами, если вам потребуется дополнительная информация или у вас есть необычные или особые области применения.

Введите только 3 числовых значения.

График внутреннего разрывного давления

	ГРАФИК 5S		ГРАФИК 10S		ГРАФИК 40S		ГРАФИК 80S
Номинальный I.P.S. (дюймы)	Номинальный наружный диаметр (дюйм)	Стенка (дюйм)	Давление (фунт / кв. Дюйм)	Стенка (дюйм)	Давление (фунт / кв. Дюйм)	Стенка (дюйм.)	Давление (p.s.i.)	Стенка (дюйм)	Давление (p.s.i.)
1/8	0,405			0,049	18150	0,068	25175	0,095	35175
1/4	0,54			0,065	18050	0.088	24450	0,119	33050
3/8	0,675			0,065	14450	0,091	20225	0,126	28000
1/2	0,84	0,065	11600	0,083	14825	0.109	19475	0,147	26250
3/4	1.05	0,065	9275	0,083	11850	0,113	16150	154	2200
1	1,315	0,065	7425	0,109	12450	0.133	15175	0,179	20425
1 1/4	1,66	0,065	5875	0,109	9850	0,14	12650	0,191	17250
1 1/2	1,9	0,065	5125	0,109	8600	0.145	11450	0,2	15800
2	2,375	0,065	4100	0,109	6875	0,154	9750	0,218	13775
2 1/2	2,875	0,083	4325	0,12	6250	0.203	10600	0,276	14400
3	3,5	0,083	3550	0,12	5150	0,216	9250
3 1/2	4	0,083	3100	0,12	4500	0.226	8475
4	4,5	0,083	2750	0,12	4000	0,237	7900
5	5,563	0,109	2950	0,134	3625	0,258	6950
6	6.625	0,109	2475	0,134	3050	0,28	6350
8	8,625	0,109	1900	0,148	2575	322	5600
10	1,75	0.134	1875	0,165	2300	0,365	5100
12	12,75	0,156	1825	0,18	2125	0,375	4400
14	14	0,156	1675	0.188	2025
16	16	0,165	1550	0,188	1775
18	18	0,165	1375	0,188	1575
20	20	0.188	1400	0,218	1625
24	24	0,218	1375	0,25	1550
30	30	0,25	1250	0.312	1550

* Давление разрыва рассчитано по формуле Барлоу: P = 2ST / D

S = 75000 фунтов на кв. Дюйм, напряжение волокна

T = номинальная стенка

D = номинальный наружный диаметр = внешний диаметр

I.P.S. = внутренний размер трубы

Скачать версию для печати

Часто задаваемые вопросы о формуле Барлоу

Что определяет формула Барлоу?

Формула

Барлоу — это уравнение, которое определяет соотношение внутреннего давления, допустимого напряжения, номинальной толщины и диаметра трубных изделий.

Для какого типа продукта используется калькулятор формулы Барлоу?

Калькулятор формул

Барлоу можно использовать для определения максимального давления в трубопроводе. Worldwide pipe предлагает линейные трубы для широкого круга отраслей.

Что такое напряжение обруча?

Напряжение кольца, также известное как допустимое напряжение, представляет собой напряжение в стенке трубы. Это окружная сила на единицу площади (фунт / кв. Дюйм) в стенке трубы, вызванная внутренним давлением.

Какова формула кольцевого напряжения для трубы?

Стандартное уравнение для кольцевого напряжения: H = PD _м / 2t.В этом уравнении H — допустимое или кольцевое напряжение, P — давление, t — толщина трубы, а D — диаметр трубы.

  {"@context": "https://schema.org", "@type": "FAQPage", "mainEntity": [{"@type": "Вопрос "," name ":" Что определяет формула Барлоу? "," acceptAnswer ": {" @ type ":" Answer "," text ":" Формула Барлоу - это уравнение, которое определяет соотношение внутреннего давления, допустимого напряжения, номинальная толщина и диаметр трубной продукции."}}, {
    "@type": "Вопрос",
    "name": "Для какого типа продукта используется калькулятор формулы Барлоу?",
    "acceptAnswer": {
      "@напечатайте ответ",
      "text": "Калькулятор формул Барлоу можно использовать для определения максимального давления в трубопроводе. Компания Worldwide pipe предлагает трубопроводные трубы для широкого круга отраслей".
    }
  }, {
    "@type": "Вопрос",
    "name": "Что такое напряжение обруча?",
    "acceptAnswer": {
      "@напечатайте ответ",
      «text»: «Напряжение кольца, также известное как допустимое напряжение, - это напряжение в стенке трубы.Это окружная сила на единицу площади (фунт / кв. Дюйм) в стенке трубы, вызванная внутренним давлением ".
    }
  }, {
    "@type": "Вопрос",
    "name": "Какова формула напряжения кольца для трубы?",
    "acceptAnswer": {
      "@напечатайте ответ",
      "text": "Стандартное уравнение для кольцевого напряжения: H = PDm / 2t. В этом уравнении H - допустимое или кольцевое напряжение, P - давление, t - толщина трубы, D - диаметр трубы. труба."
    }
  }]}  

Сжатый воздух — потеря давления в трубопроводах

Падение давления в линиях сжатого воздуха можно рассчитать по эмпирической формуле

dp = 7.57 q ^1,85 L 10 ⁴ / (d ⁵ p) (1)

где

dp = падение давления (кг / см ² )

q = объемный расход воздуха при атмосферных условиях (FAD) (м ³ / мин)

L = длина трубы (м)

d = внутренний диаметр трубы (мм )

p = начальное давление — манометр (кг / см ² )

• 1 кг / см ² = 98068 Па = 0.98 бар = 0,97 атмосферы = 736 мм рт. Ст. = 10000 мм H ₂ O = 10 м H ₂ O = 2050 фунтов на кв. Дюйм = 14,2 фунтов на кв. Дюйм = 29 дюймов рт. Ст. = 394 дюймов H ₂ O = 32,8 футов H ₂ O

Примечание! — давление — это «сила на единицу площади», и обычно используемые единицы давления, такие как кг / см ² и аналогичные, в принципе неверны, поскольку кг является единицей массы. Массу нужно умножить на силу тяжести г , чтобы получить силу (вес).

Сжатый воздух — Номограмма падения давления

Номограмма ниже может использоваться для оценки падения давления в трубопроводах сжатого воздуха с давлением 7 бар (100 фунтов на кв. Дюйм).

Онлайн-калькулятор падения давления в трубопроводе сжатого воздуха — метрические единицы

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета падения давления в трубопроводах сжатого воздуха.

Онлайн-калькулятор падения давления в трубопроводе сжатого воздуха — британские единицы

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета падения давления в трубопроводах сжатого воздуха.

ВНИМАНИЕ! — падение давления выше 1 кг / см ² (14-15 фунтов на кв. Дюйм) в общем случае не имеет значения, а приведенные выше формулы и калькуляторы могут быть недействительными.

Для более точного расчета — или для более длинных трубопроводов с большими перепадами давления — разделите линию на части и рассчитайте падение давления и конечное давление для каждой части. Используйте конечное давление в качестве начального давления для следующих частей. Конечное давление после последней части — это конечное давление в конце трубопровода. Падение давления для всего трубопровода также может быть рассчитано путем суммирования падений давления для каждой части.

Таблица падения давления в трубопроводе сжатого воздуха

С помощью этой таблицы Excel (в метрических единицах измерения) можно выполнить расчеты для других значений давления и / или длины труб.

Одна и та же таблица, включая разные типы труб (британские единицы).

Или, как вариант — Трубопроводы сжатого воздуха — расчеты падения давления — в Google Docs. Вы можете открывать, сохранять и изменять свою собственную копию электронной таблицы Google, если вы вошли в свою учетную запись Google.

Таблица падения давления в трубопроводе сжатого воздуха — начальное манометрическое давление

7 кг / см ² (100 фунтов на кв.