Кернді алу жне алусыз брылау кезінде жуу сйытыыны ктеру аысыны сынылан жылдамдытары

 

Таужыныстарды бзушы аспап	Жуу кезінде ктеру аысыны жылдамдыы, м/с
Сумен	Сазды ерітіндімен
Кескіш трдегі ашаулар (брылануы бойынша V дрежеге дейінгі таужыныстарда)	0,6 – 1,0	0,6 – 0,8
Шарошкалы ашаулар (брылануы бойынша V дрежеден жоары таужыныстарда)	0,6 – 0,8	0,4 – 0,6
атты оспалардан жасалан коронкаларда	0,25 – 0,6	0,2 – 0,5
Алмазды коронкаларда	0,5 – 0,8	0,4 -0,6

 

Ауаны (газды) ажетті шыыны алыпты атмосфералы ысым (м³/с) кезінде 1.5 формуласы бойынша анытауа болады. ауаны (газды) сыылыштыына байланысты оны ктеру аысыны жылдамдыы ыманы саиналы арнасында трасыз. Забоймаы белдемде аысты ктеру абілеттігіні тмендеуін толтыру шін ыма тередеген сайын шыынды жоарлату ажет. Жалпы жадайларда наты шыынды жоары натылыпен келесі формула бойынша анытауа болады:

 

, (1.6)

 

мндаы – атмофералы ысымда шламды шыаруа ажетті шыын, ; – ыманы саиналы арнасыны забой маы белдеміндегі ысым, Па; – жер бетіндегі атмофералы ысым .

 

Кптеген жадайларда жуу ортасыны шыыныны мні есептеу мндеріне араанда жоарлауы, сіресе ауаны забойды тазалану жадайларыны жасару жне ралды біршама салындату есебінен брылау жмыстар німділігіні жоарлауына келеді.

ыманы циркуляциялы жйесінде ысымны тмендеуі.

ымада сйытыты, газ тріздес немесе газсйытыты жуу ортасыны уаыт бірлігіне араа,нда берілген млшерімен траты циркуляциясын амтамасыз ету шін сорышты, компрессорды немесе біруаытта екеуіні де жетегіне белгілі бір млшерде энергияны шыындау ажет. бл энергия сорышты (компрессорды) зінде шыындалуын ескермейтін болса, ымадаы циркуляциялы жйесіндегі гидравликалы кедергіні жеу шін жне тсіру жне ктеру аыстарындаы жуу ортасыны тыыздыыны ртрлі, мысалы соысында таужыныстарды бзылу німдеріні (шламны) болуы нтижесінде гидростатикалы кштерге, ал турбиналы, гидросоылау немесе пневмосоылау брылау жмыстары кезінде аысты энергиясы забойлы озалтышты жетегіне де шыындалады.

Белгілі жадайлара сйкес сорышты жне компрессорлы ондырыларды тадау ымадаы циркуляцияланатын ортаны гидравликалы (аэродинамикалы) кедергілерді жне гидростатикалы (аэростатикалы) кштерді жеуге кететін шыындарды есептеу негізінде жргізіледі. Осы есептеулер дістемесі ртрлі жне циркуляцияланатын ортаны (сйыты, газ, газ-сйытыты оспа) физикалы табиатына туелді болады.

ыманы сйытыпен жуу негізінде ысымны шыыны. Сорышты тадау.

Кез келген тамшылы (су, тзды ерітінді, дизелді жанармай) немесе рылымды сйытыты (сазды, полимерлі ерітінділер) сыылмайтынына байланысты гидравликалы есептеулер біршама арапайым жне ыманы кез келген учаскілеріндегі ысым шыыны осылуы ммкін. Сорыш (сорыштиар тобы) шыаратын жалпы ысым келесі формула бойынша аныталып, Паскальмен лшенеді:

 

(1.7)

 

мндаы: – брылау жне ауырлатылан бырларда, жетекші бырда, сальникте, шлангта жне жер беті айдау жйесінде ысымны шыыны; – брылау бырларды осындыларындажергілікті кедергілерді жеуге кететін ысым шыыны; – ыманы саиналы арнасынеда ысымны шыыны; – ашауда немесе колонкалы жиынтыта кедергіні жеуге кететін ысым шыыны; – турбиналы немесе гидросоылау брылау жадайларында турбобурда (гидросоышта) ысымны шыыны; – ыманы шламндануы, сальниктерді пайда болуы жне т.б. кезінде осымша кедергілерді жеу шін ысымны орын ескеретін крсеткіш. .

ымада (Па) жне жер беті бырларда ысымны гидравликалы шыыны есептеу негізіне Дарси-Вейсбах формуласы алынан:

 

(1.8)

 

мндаы – Гидравликалы кедергіні шексіз крсеткіші; – аыс арнасыны имасы бойынша сйыты озалуыны орташа клемдік жылдамдыы, м/с; р – сйытыты тыыздыы, кг/ ; l – аыс арнасыны зындыы, м; - асы арнасыны эквивалентті диаметрі (брылау бырлары шін = , мндаы – бырларды ішкі диаметрі; брыс пішінді арна шін ауданы имасыны трттен бір блігіні периметрді атынасына те, ыманы саиналы арнасы шін мндаы – брылау бырларды сырты диаметрі, D – ыманы диаметрі, м).

гидравликалы есептеулер кезінде е крделі жне жауапты мселелерге белгілі жадайлар шін мнін анытау болып табылады. Гидравликалы кедергілер крсеткіші сйытыты ортасыны асиеттеріне, оны озалу жылдамдыына, арнаны имасына, абыраларды біралыпсыздыына туелді болып келеді.

Тзу арналарда ньютонды ттырлы сйытытарды озалу режимі Рейнольдсты лшемсіз параметрімен сипатталады:

 

немесе (1.9)

мндаы – динамикалы ттырлы крсеткіші, Па с. алан мндер жоарыда берілген.

Тжірибелік есептелерге арналан формулаларда біралыпмыздыты сері эквивалентті немесе гидравликалы біралыпсызды арылы ескеріледі жне де жаа ттас болат бырлары шін 0,02-0,07 мм, шамалы коррозиясы бар бырлар шін 0,2-0,5 мм, ескі тат басан бырлар шін 1 мм-ге те.

<2000 мндері (шамамен) кезінде аысты ламинарлы режимі байалады жне ол кезде кедергі крсеткіші Рейнольдас санына туелді болып, Стокс формуласы бойынша аныталады:

 

=65/R_e, (1.10)

 

бл облыста ысымны шыыны бірінші дрежеде озалу жылдамдыына туелді болады.

R_e лкен мндерінде ауыспалы жне турбулентті режим орын алады жне олар жылдамдытан ысым шыыныны блшек дрежесіне туелдігімен сипатталады, ал Рейнольдс саныны мні кезінде (квадратты облыс) ысым шыыны R_e мніне туелсіз болады. олар біралыпсыздыпен аныталып, озалыс жылдамдыыны квадратына пропорфионалды болып келеді.

Турбулентті режимні барлы ке облысы бойынша ттырлы сйытытарды озалысы кезінде мнін анытау шін салыстырмалы формулалар, мысалы А.Д. Альтшуль формуласы олданылады:

 

, (1.11)

мндаы – гидравликалы біралыпсызды, мм.

те тмен мндерінде (1.11) формуласы тегіс бырлардаы турбулентті режим шін, ал R_e лкен мндерінде біралыпсыз йкеліс (квадратты облыс) шін наты болады

Сазды ерітіндіні жне баса да рылымды сйытытарды озалысы кезінде гидравликалы кедергіні есептиеу оларды реологиялы асиеттеріне байланысты біршама крделі. Ттырлы пластикалы орта боландытан бл ерітінді Ньютонны ттырлы заына баынбайды жне оны озалу режимі Рейнольдсты жалпы параметріні кмегімен шамалап сипатталады:

 

, (1.12)

Жне ол келесі формуламен берілетін тиімді ттырлы _эф арылы аныталады:

 

, (1.13)

 

мндаы – рылымды ттырлы крсеткіші; – ыысуды динамсикалы кернеулігі. лшеу жйесінде оларды есептеу кезінде алпты сазды ерітінділер шін бл мндерді мнін Па арасында абылдауа болады жне мні жоары болан сайын ПА-5 бойынша шартты ттырлыы да жоары болады.

R*<2000-3000 мндері кезінде озалуды рылымды режимі байалады. Бл жадайда кедергі крсеткіші жалпы параметрін R_e* олдану арылы (1.10) Стокс формуласы арылы аныталады.

рылымды сйытыты турбулентті озалу режимі кезінде біралыпсыздыты сері лі толы зерттелмеген. Сондытан да Re*2000-3000 кезінде Р.И. Шищенконы жаындатылан формуласын олданан жн.

 

. (1.14)

 

R_e*50 000 кезінде сазды ерітінділер шін траты жне 0,02 те болатын кедергі крсеткішін олданан жн.

Сйытыты ерітінділермен жуу кезінде кптеген жадайларда турбулентті режим байалады. Формулалармен арастырылан кезінде брылау баанасыны айналу жне тербілісі кезінде сынны осымша турбуляциясыны пайда болуын ескермейді. Сондытан да сумен, тзды ерітіндімен, сйытыты кмірсутегілермен жне баса да тамшылы сйытыпен жуу арылы брылау жмыстары кезінде гидравликалы кедергіні крсеткішін анытау шін немі А.Д. Альтшулті жаындатылан (1.11) формуласын олдануа болады жне тегіс бырлар (k_m=0) кезінде Блазнус формуласына келеді:

 

, (1.15)

 

ал тщы жне тзды сазды жне полимерлі ерітінділермен, яни рылымды сйытытармен жуу кезінде Р.И. Шищенконы жаындатылан (1.14) формуласын олдануа болады. сорышты гидравликалы уаттылыты шамалы орына байланысты ысым шыыныны есептеу мндеріні жоарлау трінде ателік болуы ммкін.

Брылау жне ауырлатылан брылау бырларында (АБ), жетекші бырда, сальникте, шлангта, жер беті айдау жйесінде ысымны шыыны біруаытта анытау шін келесі формуланы олданан ыайлы:

 

, (1.16)

 

мндаы барлы мндер брылау бырыны ішкі арнасына жатады, – брылау бырларды экваивалентті зындыы жне ысымны шыыны АБ, жетекгі бырларда жне т.б. осындылы шыындара те:

 

, (1.17)

 

мндаы – АБ зындыы, м; – АБ, жетекші бырды жне т.б. ішкі диаметрі, м.

Брылау баанасыны осындыларында жне АБ, жетекші бырлар, сальниктер, жер беті айдау жйесі шін жеке жадайлардаы ысымны шыыны келесі формула бойынша аныталады:

 

, (1.18)

 

мндаы – жергілікті кедергіні лшемсіз крсеткіші; n – осындылар саны; – брылау бырлар арнасындаы аысты жылдамдыы, м/с.

мні Б.С. Филатовты тзеткіш тжірибелік крсеткіші бар Бордо-Карно формуласы бойынша аныталады:

 

(1.19)

 

мндаы – осындыдаы е кіші ткізу арнасыны диаметрі, м; - брылау бырларды ішкі диаметрі, м; а – тжірибелік крсеткіш, муфталы-лыпты осындылар шін ол 2, ал ниппелді осындылар шін 1,5 те.

ыманы саиналы арнасында ысымны шыыны (1.10) формуласы бойынша аныталады жне оан мнін, саиналы арнананы имасы бойынша орташа аыс жылдамдыын жне мндерін енгізген жн. ыманы диаметрі ретінде шартты трде ашауды немесе коронканы сырты диаметрлер мні, ал опанны шегенделген блігінде ысымны шыыны есептеу шін – шегендеу баанасыны ішкі диаметр мні абылданады. Шегенделмеген ыманы опаны, сіресе нашар цементтелген немесе борпылда таужыныстарда наты цилиндрлік бетіне ие болмайды жне диаметр бойынша номиналды диаметрлен біршама ерекшеленіп, біршама кееюге, жергілікті тарылуа, лкен уыстара ие болуы ммкін сонымен атар, брылау баанасыны айналуы жне тербілісі, оны опанда эксцентрлі орналасуын, абыраларды біралыпсыздыы, аыстаы газды кбіршіктері, жуу сйытыыны шамалы шыыны немесе ымаа баса сйытытарды йылуы жне де баса да иын ескерілетін факторлар саиналы арнада ысым шыындарын есептеуде шамалы ателіктерді болуына келеді.

Колонкалы жиынтыта немесе ашауда ысымны шыыны тжірибелік мліметтер негізінде есептеледі. Колонкалы жиынтыта кернні болуына, сйытыты шыынына жне асиеттеріне, ысымны згеруіне байланысты Па райды. Мнай жне газа брылау кезінде кескіш жне сатаушы типті ашауларда оны мні Па, ал гидромониторлы ашаулардан – одан жоары болады.

Турбобур жне гидросоыштарда ысымны згеруі оларды техникалы сипаттамаларына туелді болып, технологиялы жадайлармен аныталады.

Заманауи алмазды брылау жмыстары кезінде ысым шыыны есептеу, сіресе саиналы арналарда баананы айналуын ескермей жргізуге болмайды. ыма диаметріні кішіреюі, жаа салалы нормалы брылау бырларын олдану, ССК жне КССК снарядтарын енгізу брылау баанасы жне ыма абыралары, керн жне колонкалы быр, ос колонкалы жиынтытар барлар арасындаы саиналы арналарды клдене имасыны кенет тарылуына келеді. Бл жадайларда снарыдты жоары айналу жиілігі жуу сйытыыны остік озалысына айналу озалысы бастырылады. Аыс арнайы сипата ие болады: айналу жилігі жоары болан сайын спиральды брышы кіші болады. бл жадайларда ортадан тепкіш кштер кшееді жне оларды белседі рекеті (ішкі цилиндрлік шекараны айналуы кезінде) ысымны гидродинамикалы шыыны жоарлатады, ал консервативті кш (сырты шекараны айналуы кезінде) – оларды тмендетеді.

Екі жадайда да ысым шыыны згеруі арна абырасыны айналмалы жылдамдыыны аысты орташа остік жылдамдыына пропорционалды болып келеді. Тар саиналы арна бойынша сйытыты ктеру аысы ысымыны шыындалуы брылау баанасы бойынша тмен тсетін аысты ысым шыынына араанда бір-екі есе жоары болады. эксцентриситетті жоарлауына байланысты тар саиналы арналардаы ысымны шыыны саиналы арнаны ішкі диаметріні сырты диаметріне атынасына (мысалы ) пропорционалды тмендейді.

Сумен, NaCl, CaCl сулы ерітінділермен, сйытыты кмірсутегілермен жне су-майлы эмульсиямен жуу бар жоары жиілікті алмазды брылау жмыстары кезінде ортадан тепкіш кштерді тар саиналы арнада ктеру аысындаы ысымыны гидродинамикалы шыыны жоарлауына серін гидравликалы кедергі крсеткішіне арналан И.А. Запевалоты эмпирикалы формуласыны кмегімен шамалап есептеуге болады:

 

, (1.20)

 

мндаы – (1.11) формуласымен аныталатын сйытыты остік турбулентті озалысы кезінде кедергіні лшемсіз крсеткіші; – арнаны имасы бойынша ктеру аысыны орташа жылдамдыы, м/са; – баананы айналмалы жылдамдыы, м/с, жне ол келесі формуламен аныталады:

 

, (1.21)

 

мндаы n – айналу жиілігі, айн/мин.

Ктеру аысында ысымны шыыны крсеткішін олдана отырып Дарси-Вейсбах (1.18) формуласы бойынш аныталады. Тсіру аысында (арнаны сырты шекарасы айналуы кезінде) бл шыындар айналу жиілігіне туелді болады жне оларды арапайым діспен анытауа болады.

Алмасып келетін, ртрлі жтылу белдемдері жне флюидтары бар таужыныстарда, яни крделі жадайларда брылау кезінде ыма опанындаы гидродинамикалы жадай циркуляция алпына келген жне ктеру-тсіру операциялары, сіресе жоарытиксотропты сазды жне полимерлі ерітінділер олданатын кезінде кенет згеріп кетуін ескеру ажет. ыманы толтырып жатан сйытыты наты ысымы есептегіш, алыпты циркуляция жадайындаы ысымнан бірнеше ретке згеруі ммкін. Брылау снарядын ктеру кезінде поршенді эффект су жне газ белгілеріні крінуіне, ал тсіру кезінде – абатты гидрожарылысына келуі ммкін. Екі жадай кезінде де таужыныстарды опырылуы, опанны шламдануы жне баса да крделіктер туындауы ммкін. Кп мерзімді трып алулардан (сіресе мзды жне алмасып келетін мзды жне ерігіш таужыныстар) сатанып, жоарытиксотропты ерітінділерді олданбай, циркуляция алпына келген кезінде жуу сйытыын біртіндеп айдау ажет, ал ауіпті жадайларды пайда болуы кезінде снарядты ктеру жне тсіру жылдамдыын азайту ажет.

Жоарыда айтылып кеткендей, брылау кезінде шламны жасы шыарылуын амтамасыз ететін ажетті жуу сйытыыны шыыны ыма опаныны е лкен имасы жадайлары яни оны бастапы диаметрі шін аныталады, ал ысым шыындалан кезінде – жоары тереділік пен шламдану кезінде жасы жуылуыа белгілі оры болатын сйытыты сйкес шыыны кезінде соы диаметрі жадайлары шін аныталады.

ыманы ауамен (газбен) рлеу кезінде ысымны шыыны, компрессорды тадау. Ауаны (газды) сыылыштыы – оны траты арнаны клдене имасы бойынша озалыс жылдамдыы сйытытара араанда кез келген учаскілерде ртрлі болып келеді, сондытан да ысымны шыындалуы да ртрлі болады. аэростатикалы ысым гидростатикалыа араанда траты емес, биіктігі бойынша немі згеріп отыратын газ тыыздыы арылы аныталады. Осы себептер бойынша ыманы циркуляциялы жйесінде ауаны (газды) ысым шыыны есептеу біршама крделі болып келеді.