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.
A. 175,6 kN
B. 245,4 kN
C. 246,3 kN
D. 176,3 kN
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2020 (arkusz M.34-SG-20.01).
Poprawna odpowiedź na to pytanie to 175,6 kN. Aby obliczyć ciężar pozorny kolumny rur płuczkowych, należy zastosować odpowiednią formułę, która uwzględnia średnicę rury oraz gęstość płuczki. Wyznaczamy objętość rury, korzystając z wzoru na objętość walca: V = π * (d/2)² * h, gdzie d to średnica wewnętrzna rury, a h to jej długość. W przypadku rury o średnicy 3½" (co odpowiada 0,0889 m) i długości 1000 m, objętość wynosi około 0,0249 m³. Następnie obliczamy masę płuczki, używając wzoru m = V * ρ, gdzie ρ to gęstość płuczki (1,21 g/cm³, co odpowiada 1210 kg/m³). W tym przypadku masa wyniesie około 30,12 t, co po przeliczeniu na ciężar (W = m * g, gdzie g to przyspieszenie ziemskie wynoszące 9,81 m/s²) daje nam wartość ciężaru pozornego równą 175,6 kN. Takie obliczenia są istotne w praktyce inżynieryjnej, szczególnie w kontekście planowania i operacji związanych z wierceniem, gdzie precyzyjne obliczenia pozwalają na uniknięcie problemów związanych z przeciążeniem sprzętu.
W przypadku niepoprawnych odpowiedzi, takich jak 176,3 kN, 245,4 kN czy 246,3 kN, należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych błędów. Po pierwsze, wiele osób może mylić obliczenia związane z gęstością i objętością, co prowadzi do nieprawidłowych wyników. Na przykład, jeśli obliczamy objętość rury, należy użyć właściwej średnicy, a także uwzględnić długość rury. W tym przypadku użycie średnicy zewnętrznej zamiast wewnętrznej, lub błędne założenie dotyczące gęstości płuczki, skutkuje znacznymi odchyleniami w wynikach. Ponadto, w obliczeniach często zapominamy o przeliczeniach jednostek, co również prowadzi do błędów. Typowym błędem myślowym jest także zbyt ogólne podejście do tematu, gdzie nie przywiązuje się wagi do detali, które mają kluczowe znaczenie dla dokładnych obliczeń. W praktyce, precyzyjne określenie wartości ciężaru pozornego jest niezwykle istotne w kontekście bezpieczeństwa i efektywności operacji wiertniczych. Stosowanie standardów branżowych, jak również dobrych praktyk inżynieryjnych, pozwala uniknąć takich pomyłek. Dlatego ważne jest, aby przy każdej analizie technicznej, szczególnie w obliczeniach inżynieryjnych, zachować skrupulatność i dokładność.