KWALIFIKACJA GIW13 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 31.
Jakie ciśnienie na dno otworu wywiera słup płuczki wiertniczej o wysokości 2 000 m, której ciężar właściwy jest równy 11 000 N/m3?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ciśnienie hydrostatyczne wywierane przez słup płuczki liczymy ze wzoru p = γ·h. Dla γ = 11 000 N/m³ i h = 2 000 m: p = 11 000·2 000 = 22 000 000 Pa. Po przeliczeniu 1 MPa = 106 Pa otrzymujemy 22 MPa.

Pełne wyjaśnienie:

W otworze wiertniczym słup płuczki wytwarza na dno otworu ciśnienie hydrostatyczne, zależne od ciężaru właściwego (γ) i wysokości słupa cieczy (h). Jeśli podany jest ciężar właściwy płuczki (a nie gęstość), najprościej stosuje się wzór:

p = γ · h

gdzie:

  • p – ciśnienie (Pa),
  • γ – ciężar właściwy (N/m³),
  • h – wysokość słupa cieczy (m).

Podstawiamy dane z zadania:

  • γ = 11 000 N/m³
  • h = 2 000 m

Obliczenie:

p = 11 000 · 2 000 = 22 000 000 Pa

Następnie wykonujemy konwersję jednostek, bo odpowiedzi podano w MPa. Wiemy, że:

1 MPa = 106 Pa

Zatem:

22 000 000 Pa / 106 = 22 MPa

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 20 MPa i 21 MPa zwykle wynikają z pomyłki rachunkowej (np. niepoprawne mnożenie) albo zbyt wczesnego zaokrąglania.
  • 23 MPa może wynikać z błędu w przeliczeniu na MPa (np. potraktowanie 1 MPa jako 105 Pa) lub z dodawania nieuzasadnionego "zapasu".

Na egzaminie warto zawsze wykonać szybki test sensowności: γ≈11 kN/m³ i h=2000 m, więc p≈22 000 kPa=22 MPa — rząd wielkości się zgadza.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ciężar właściwy (γ) to ciężar przypadający na jednostkę objętości płuczki. Ma jednostkę N/m³ i opisuje, jak "ciężki" jest słup płynu. W praktyce pozwala szybko liczyć ciśnienie hydrostatyczne w otworze bez rozbijania na gęstość i przyspieszenie grawitacyjne.
Gdy znasz ciężar właściwy γ (N/m³) i wysokość słupa h (m), stosujesz prosty wzór: p = γ·h. Wynik otrzymujesz w paskalach (Pa). Potem przelicz na MPa: 1 MPa = 10^6 Pa, czyli dzielisz przez milion.
Wzór p = ρgh stosuje się, gdy podana jest gęstość ρ. W tym zadaniu podano ciężar właściwy γ, który w fizyce spełnia zależność γ = ρg. Dlatego najkrótsza droga to p = γ·h, bez dodatkowych przeliczeń.
Megapaskal jest milion razy większy od paskala. Zasada: MPa = Pa / 10^6. Przykład: 22 000 000 Pa to 22 MPa. Ten krok jest kluczowy, bo w wiertnictwie często operuje się dużymi ciśnieniami i zapis w Pa byłby nieczytelny.
Najczęściej przyjmuje się, że wysokość słupa płynu odpowiada odcinkowi wypełnionemu płuczką. W praktyce może się różnić (np. przy ubytku płuczki, obecności gazu, zmianach poziomu). W zadaniach egzaminacyjnych zwykle zakłada się pełne wypełnienie i podaną wysokość traktuje się wprost jako h.
Chodzi o ciśnienie wywierane przez sam słup płuczki na najniższym punkcie otworu (ciśnienie hydrostatyczne). Zwykle jest to nadciśnienie od słupa cieczy, liczone względem powierzchni. Jeśli zadanie nie wspomina o atmosferze, nie dodaje się ciśnienia atmosferycznego.
Najczęstsze pomyłki to: (1) złe jednostki (np. potraktowanie N/m³ jak N/m²), (2) błędne przeliczenie Pa↔MPa, (3) gubienie zer przy mnożeniu 11 000·2 000. Pomaga zapis w notacji naukowej: 1,1·10^4 · 2·10^3 = 2,2·10^7 Pa.
Zrób szybkie oszacowanie: γ≈11 kN/m³, a h=2000 m, więc p≈22 000 kPa. Ponieważ 1000 kPa = 1 MPa, dostajesz ok. 22 MPa. Jeśli wychodzi np. 0,022 MPa albo 220 MPa, to znak, że pomyliłeś jednostki lub potęgi dziesięciu.
Większy ciężar właściwy płuczki dobiera się, gdy trzeba wytworzyć większe ciśnienie hydrostatyczne na dnie otworu, np. aby ograniczyć dopływ płynów złożowych. Zawsze robi się to ostrożnie, bo zbyt duże ciśnienie może prowadzić do problemów, takich jak szczelinowanie lub straty płuczki.
Najczęściej łączą się z tym: hydrostatyka, gęstość, ciężar właściwy, gradient ciśnienia, a także podstawy kontroli ciśnień w otworze. W zadaniach mogą się pojawić też przeliczenia na kPa, MPa lub bar oraz porównanie ciśnienia hydrostatycznego z ciśnieniem złożowym.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Ciśnienie hydrostatyczne wywierane przez słup płuczki liczymy ze wzoru p = γ·h."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Ciśnienie hydrostatyczne" (zależność p = ρgh oraz postać z ciężarem właściwym), https://pl.wikipedia.org/wiki/Ci%C5%9Bnienie_hydrostatyczne - accessed 2026-02-18
  • The Engineering ToolBox: "Hydrostatic Pressure", https://www.engineeringtoolbox.com/hydrostatic-pressure-d_1632.html - accessed 2026-02-18
  • Serway, Jewett: "Fizyka dla naukowców i inżynierów", dział/rozdział: Hydrostatyka (ciśnienie w cieczach, zależność p=ρgh) – wydanie polskie (dokładna strona zależna od wydania)

Materiały:

  • Podręcznik z fizyki (hydrostatyka): ciśnienie w cieczach i zależność p=γ·h
  • Skrypty z technologii wiercenia: podstawy hydrauliki/płuczek wiertniczych
  • Zestawy zadań z przeliczeń jednostek (Pa, kPa, MPa, bar) w kontekście wiertnictwa

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego