KWALIFIKACJA GIW13 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 23.
Oblicz ciężar pozorny kolumny rur płuczkowych o średnicy 3½" (średnica zewnętrzna zwornika 4¾") i długości 1000 m zapuszczonej do otworu wiertniczego, w którym płuczka ma gęstość 1,21 g/cm3.
Ilustracja przedstawia fragment tabeli dotyczącej rur płuczkowych, która jest istotna w kontekście egzaminu zawodowego dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ciężar pozorny kolumny w płuczce to ciężar "w powietrzu" pomniejszony o wypór działający na zanurzone elementy. W praktyce liczy się go z masy liniowej rur/zworników (z tabeli) i stosuje współczynnik wyporu zależny od gęstości płuczki. Dla podanych danych otrzymuje się 175,6 kN.

Pełne wyjaśnienie:

W otworze wiertniczym wypełnionym płuczką kolumna rur nie "waży" tyle samo co w powietrzu. Dzieje się tak, ponieważ na zanurzony element działa siła wyporu, która zmniejsza obciążenie przenoszone na hak i wyrażane jako ciężar pozorny.

Typowa ścieżka rozwiązania takiego zadania obejmuje:

  • ustalenie danych konstrukcyjnych kolumny: średnica rur 3½" oraz informacja o zworniku (większa średnica zewnętrzna 4¾" zwykle oznacza inny element o innej masie/objętości wypartej cieczy),
  • odczyt z tabel rur płuczkowych potrzebnych parametrów (najczęściej masa 1 m rury, ewentualnie parametry zworników, zależnie od przyjętej metody i dostępnej tabeli),
  • przeliczenie gęstości płuczki 1,21 g/cm3 na spójne jednostki (w obliczeniach inżynierskich często pracuje się w układzie SI),
  • zastosowanie korekty na wypór: ciężar pozorny = ciężar w powietrzu − wypór (albo równoważnie: ciężar w powietrzu pomnożony przez współczynnik wyporu),
  • przeliczenie wyniku na kN.

Odpowiedź "175,6 kN Fragment tabeli rur płuczkowych" jest poprawna, bo odpowiada ciężarowi pozornemu po uwzględnieniu działania płuczki o podanej gęstości oraz danych tabelarycznych dla zadanej średnicy rury i zwornika.

Pozostałe wartości (176,3 kN, 245,4 kN, 246,3 kN) są typowe dla błędów rachunkowych lub błędnego doboru danych: wynik zbliżony do poprawnego może wynikać z zaokrągleń albo użycia innej pozycji tabeli (np. innej masy liniowej), natomiast wyniki znacząco większe często pojawiają się, gdy pomija się wypór lub przyjmuje niewłaściwe parametry elementów kolumny.

Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach o ciężarze pozornym zawsze sprawdź, czy używasz danych z właściwej tabeli i czy uwzględniasz, że płuczka zmniejsza obciążenie (wypór), a nie je zwiększa.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ciężar pozorny to obciążenie "odczuwane" przez układ wyciągowy, gdy kolumna jest zanurzona w płuczce. Jest mniejszy od ciężaru w powietrzu, bo część siły równoważy wypór działający na zanurzone rury i zworniki.
Im większa gęstość płuczki, tym większa siła wyporu działa na zanurzony element. Wypór zmniejsza ciężar pozorny kolumny, więc przy cięższej płuczce wskazanie obciążenia haka (hook load) w tej samej konfiguracji będzie mniejsze.
W wielu zadaniach przydaje się przeliczenie na kg/m3. Trzeba pamiętać, że 1 g/cm3 odpowiada 1000 kg/m3, więc 1,21 g/cm3 to 1210 kg/m3.
Najczęściej potrzebujesz masy 1 m rury (masa liniowa) oraz informacji o elementach pogrubionych, np. zwornikach. Czasem tabela podaje też średnice lub pola przekrojów, które są potrzebne do oszacowania objętości wypartej płuczki.
Zwornik to element łączący rury, zwykle o większej średnicy zewnętrznej i innej masie niż sama rura. Ma znaczenie, bo zmienia ciężar w powietrzu oraz warunki wyporu (większa objętość wyparta), więc wpływa na ciężar pozorny całej kolumny.
W typowych warunkach tak, bo w cieczy działa siła wyporu skierowana ku górze. Wyjątkiem są błędy w założeniach lub interpretacji danych (np. pomylenie masy i ciężaru), ale fizycznie zanurzenie w płynie nie zwiększa ciężaru pozornego.
Najczęstsze to: pominięcie wyporu, zły odczyt masy liniowej z tabeli (inna grubość ścianki/klasa), błąd przeliczenia g/cm3, oraz nieuwzględnienie zworników. Warto też sprawdzić, czy wynik ma sensowny rząd wielkości.
Porównaj wynik z ciężarem w powietrzu tej samej długości kolumny: ciężar pozorny powinien być wyraźnie mniejszy, ale nie "drastycznie" mały. Dodatkowo kontroluj, czy zmiana gęstości płuczki zmienia wynik we właściwym kierunku.
Podczas projektowania i prowadzenia prac trippingowych (zapuszczanie/podciąganie), przy doborze obciążeń i kontroli wskazań na haku. Obliczenia pomagają ocenić zapas udźwigu urządzeń oraz ryzyko przeciążeń lub zakleszczeń.
Przećwicz przeliczenia jednostek, naucz się schematu: ciężar w powietrzu → korekta na wypór → kN. Trenuj korzystanie z tabel rur i zworników oraz zapisuj kroki rachunku. Na egzaminie uważnie sprawdzaj, z jakiej tabeli pochodzą dane.
info

Specjaliści zwracają uwagę: "Ciężar pozorny kolumny w płuczce to ciężar "w powietrzu" pomniejszony o wypór działający na zanurzone elementy."

Materiały:

  • Podręczniki z mechaniki wiertniczej i technologii wierceń (rozdziały: kolumna wiertnicza, wypór, obciążenia)
  • Tabele parametrów rur płuczkowych i zworników stosowane w materiałach dydaktycznych/zakładowych
  • Zadania rachunkowe z obciążeń kolumny i przeliczeń gęstości płuczki

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego