Page tree

You are viewing an old version of this page. View the current version.

Compare with Current View Page History

Version 1 Next »


Как видно из вышеприведенных корреляций, коэффициент трения меняется в зависимости от скорости потока и соответствующего числа Рейнольдса.

Основным вкладом в вариабельность коэффициента трения вдоль трубы является диаметр трубы в данной точке траектории скважины, который может приводить к значительным изменениям скорости потока.

Тем не менее, зависимость от дебита является слабой. Из формулы 

Error rendering macro 'mathblock-ref' : Page Darcy friction factor @model could not be found.
 видно что изменение дебит в 10 раз приводит к изменению коэффициента трения в  10^{0.25} = 1.8 раз.


Еще более слабой является вариабельность коэффициента трения от давления вдоль ствола, что можно проиллюстрировать следующими соображениями.


Зависимость коэффициента трения от давления формируется только через число Рейнольдса:  f = f(\rm Re(p)).

Given a mass conservation equation along the pipe flow:

(1) A(l) \, \rho(l) \, v(l) = \rm const

one can re-write the Reynolds number {\rm Re} = \frac{d \, \rho \, v}{\mu} as:

(2) {\rm Re} = \frac{ d \, \rho_s \, q_s}{A \, \mu(p)}

отсюда следует, что зависимость коэффициента трения от давления формируется вязкостью  f = f(\mu(p)), которая для воды имеет слабую зависимость от давления в широких практических пределах:


δμ/μ = 25 % при вариации μ = 2.4·10-5 Па · с для p = 1 атм до μ = 3.0·10-5 Па · с для 300 атм (cм. Свойства воды).


Это приводит к 25 % вариации коэффициента трения для ламинарного потока (в котором сила трения минимальна) и порядка 4.5 % для турбулентного потока (и максимальным вкладом трения).


Для оценки числа Рейнольдса для нагнетаемой по 2.5 " НКТ воды можно пользоваться формулой  {\rm Re} = 230 \cdot \, q , где  q дебит скважины на устье в м3/сут.

Отсюда видно, что при дебитах более 18 м3/сут число Рейнольдса становится больше 4,000 и режим течения является турбулентным и коэффициент трения можно считать практически постоянным вдоль ствола нагнетательной скважины.


А учитывая, что рост давления с глубиной сопровождается увеличением температуры, что компенсирует рост вязкости воды, то для большинства практических реализаций ППД можно полагать, что вариация коэффициента трения вдоль ствола не превышает 2-3 % и в оценках потери напора на трение принимать коэффициент трения постоянным   f = f_s = \rm const.



See also


Physics / Fluid Dynamics / Pipe Flow Dynamics / Darcy–Weisbach equation / Darcy friction factor 



  • No labels