Основы гидравлики

30 1.8. Лабораторная работа на тему: «Изучение несущей способности восходящего потока воды в кольцевом пространстве» (методические указания к выполнению работы) Цель работы. Ознакомление с одним из методов определения несущей способности восходящего потока воды в кольцевом пространстве. Общие сведения [1, 2, 5]. В лабораторной работе моделируется реальный технологический процесс очистки забоя бурящейся скважины от частиц выбу-ренной горной породы. Происходит их транспортирование потоком промывоч-ной жидкости (воды, в частности) от забоя скважины до земной поверхности. Промывочная жидкость закачивается через бурильную колонну к забою скважины, омывает его, захватывая твѐрдые частицы бурового шлама, которые затем выносятся от забоя восходящим потоком жидкости, формирующимся в кольцевом пространстве между поверхностью стенок скважины и наружной поверхностью труб, составляющих бурильную колонну. Механизм транспортирования частиц разрушенной горной породы пред-полагает превышение скоростью восходящего потока жидкости так называемой «скорости витания» частиц в потоке, когда они пребывают в нѐм без однознач-ной тенденции к движению вверх или вниз. Известна формула для расчѐта ве-личины такой скорости [5]: 1vgkkudk, (27) где dku − крупность частиц (условный диаметр, эквивалентный диаметр), м; ρk и ρg − соответственно плотность материала частиц и транспортирую-щей их жидкости, кг/м3; k – постоянная Риттингера, равная w3C4g, где wC– коэффициент сопро-тивления частицы обтеканию жидкостью, зависящий от величины числа kpRe и формы поверхности частицы. При 1< kpRe< 103 для расчѐта коэффициента со-противления предназначена формула [5]:  kpkpReRe17.0124C665.0w, (28) а когда 103 ≤ kp...