水泥浆流动计算.xls

Sheet3 Sheet2 Sheet1 到 N γ τ 线性坐标 双对数坐标 线性坐标 （1）环空1000 ft 的压力降 （2）环空紊流最低泵速 （3）环空塞流最高泵速 in. bbl/min ppg ft ft/s psi 线性坐标的截距等于屈服值τy，而η=斜率*32.174（lbm/ft.s） 直线斜率slope= 在线性坐标图上可以找到屈服应力τy和塑性粘度η。 水泥浆塑性粘度η= lbm/ft2 lbf/ft2 ft/s f psi bbl/min Nre.cri NRE Nre. τ τ γ N---------粘度计转速 r/min 式中： 表3-1-1 表3-1-2 井眼8”，套管5.5”，环空长度1000ft。 2）计算要求： 在计算层流和紊流时需要引进赫氏（Hedstrom)雷诺数Nhe。 f 从图上查得Nre.cri=8500 从图上查得 f = 0.008 在API标准仪器上用不同转速获得相应读数，由此绘制流变 曲线，判别流型模式后计算n、k（用于幂率模式）和 剪切速率和剪切应力的计算如下： 水泥浆剪切速率-----γ=1.7023N τ--------剪切应力 lbf/ft2 γ--------剪切速率 s-1 流型模式。 B）宾汉模式：在线性坐标图上，数据呈直线趋势。 A）幂率模式：在双对数坐标图上，数据呈直线趋势。 3）解： θ 水泥浆剪切应力-----τ=0.01065θ θ---------粘度计读数 1） 将水泥浆在N为300，200，100，6，3和它们的读数θ以及 在8”井眼，下5-1/2“套管，下深1000ft,在5BBL/min 水泥浆密度16.4ppg,水泥浆粘度计读数如表3-1-1。 图3-1-1 = 0.4240 K =gc*截距 式中： K-------流体稠度指数Nsn/m2 gc-------通用换算系数32.174 lbmft/lbfs2 K/gc=0.066 k=K/gc((2n+1)/4n)^n k=0.07471 和剪切应力如下表： 图3-1-2 （3）剪切速率和剪切应力数据在双对数图趋向直线， 该体系是幂率模式。 点求斜率。 n’= log(θ)/log(N) 幂率流型： 当取剪切速率为1.0处时，它的截距为0.066，所以 该流态处于层流状态;如果大于临界雷诺数，则流 当计算的Nre.gen的值小于表3-1-2的临界雷诺数， 2）计算： 1）已知水泥浆体系和井眼资料数据： 由n’值从表3-1-2找到临界雷诺数NRecri。 n K Qmin =0.05828(Dh2-D2P)((Nrecrik(96/DE)n/ 排量条件下计算下列问题。 （1）在双对数坐标上通过各点的最佳直线上选择两 （2） 计算平均流速： （3） 计算雷诺数Nre.gen： (5) 计算紊流最低排量和塞流的最高允许排量： 图上找到。f值也可用下列公式计算： 临界雷诺数NRE.CRIT 井眼尺寸 套管尺寸 设计泵速 水泥浆密度 环空长度 平均流速 综合雷诺数 范宁摩数 环空压降 临界雷诺数 紊流泵速 塞流泵速 对于典型的R1-B1结合仪器弹簧系数 (2) 分别绘制剪切速率和剪切应力线性和双对数曲线图 n范围从 1）水泥浆体系和井眼数据： (1)环空压力降 (2)塞流最大泵速 (3) 紊流最低泵速 3)判别程序： (2) 绘制线性坐标图和双对数坐标图 1) 确定流变参数： 2）计算平均流速：V=17.16*Q/(D2h-D2P) 3) 计算雷诺数Nre.gen=0.6234*DEVρ/η 4) 计算赫氏雷诺数 Nhe 井眼尺寸 套管尺寸 设计泵速 水泥浆密度 环空长度 平均流速 雷诺数 范宁摩数 赫氏数 环空压降 临界雷诺数 塞流泵速 紊流泵速 η 屈服剪切应力τy= τy 2） 将γ-τ 绘制线性坐标图和双对数坐标图，由其坐标图确定 (1) 水泥浆粘