KWALIFIKACJA GIW13 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 30.
Z jaką wydajnością pompy płuczkowe muszą tłoczyć płuczkę wiertniczą, aby jej prędkość przepływu w przestrzeni pierścieniowej o powierzchni przekroju 0,026 m2 wynosiła 1,2 m/s?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z równania ciągłości:
Q = A × v = 0,026 m² × 1,2 m/s = 0,0312 m³/s. Następnie przeliczamy m³ na litry (1 m³ = 1000 l): 0,0312 m³/s = 31,2 l/s. Taki przepływ zapewnia zadaną prędkość w przestrzeni pierścieniowej.

Pełne wyjaśnienie:

Wydajność pompy (natężenie przepływu objętościowego) oznaczamy zwykle symbolem Q i wyrażamy w m³/s lub l/s. Jeżeli znamy pole przekroju przepływu A oraz średnią prędkość przepływu v, to stosujemy podstawowe równanie ciągłości strugi:

Q = A × v

Dla danych z zadania:

  • A = 0,026 m²
  • v = 1,2 m/s

Obliczenie:

Q = 0,026 × 1,2 = 0,0312 m³/s

To wynik w jednostce SI (m³/s). Ponieważ w praktyce wiertniczej często podaje się wydajność pomp płuczkowych w l/s, wykonujemy konwersję:

1 m³ = 1000 l, więc
0,0312 m³/s × 1000 = 31,2 l/s

Odpowiedź "31,2 l/s" jest więc poprawna, bo bezpośrednio wynika z iloczynu pola przekroju przestrzeni pierścieniowej i prędkości przepływu, a następnie z prawidłowego przeliczenia jednostek.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "1,226 l/s" i "0,022 l/s" są zbyt małe: po przeliczeniu na m³/s dawałyby odpowiednio ok. 0,001226 m³/s i 0,000022 m³/s, co przy polu 0,026 m² oznaczałoby prędkości znacznie poniżej 1,2 m/s.
  • "46 154 l/s" jest skrajnie duże: odpowiadałoby dziesiątkom metrów sześciennych na sekundę i prowadziłoby do absurdalnie wysokiej prędkości w pierścieniu, niezgodnej z danymi w treści.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj analizę wymiarową (m² × m/s = m³/s) oraz konwersję m³ ↔ litry, bo to najczęstsze źródła błędów rzędu 1000×.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stosuje się równanie ciągłości: Q = A × v, gdzie Q to wydajność (m³/s lub l/s), A to pole przekroju (m²), a v to prędkość (m/s). Najpierw liczysz Q w m³/s, a potem ewentualnie przeliczasz na l/s mnożąc przez 1000.
Przestrzeń pierścieniowa to obszar przepływu płuczki między przewodem wiertniczym (lub rurą okładzinową) a ścianą otworu. To właśnie tam płuczka wynosi zwierciny ku powierzchni, dlatego prędkość w tym przekroju ma duże znaczenie praktyczne.
Bo jest to podstawowa postać równania ciągłości strugi dla przepływu: objętość cieczy przepływająca w czasie zależy od tego, jak duży jest przekrój przepływu i jak szybko porusza się ciecz. Daje to bezpośrednie przejście od prędkości w pierścieniu do wymaganej wydajności pompy.
Wykonaj analizę wymiarową: pole przekroju jest w , prędkość w m/s, więc iloczyn daje m³/s. Jeśli wynik ma być w l/s, przelicz: 1 m³ = 1000 l. Ten krok chroni przed błędem skali 1000×.
Gdy odpowiedzi lub dane eksploatacyjne pomp są podane w litrach na sekundę (l/s), a obliczenia z wzoru Q = A × v naturalnie wychodzą w m³/s. Wtedy wynik w m³/s mnożysz przez 1000. Jeśli odpowiedzi są w m³/s, nie wykonujesz konwersji.
Ponieważ metr sześcienny to bardzo duża jednostka objętości: 1 m³ = 1000 l. Jeśli ktoś potraktuje 0,0312 m³/s jako 0,0312 l/s (albo odwrotnie), wynik stanie się tysiąc razy za mały lub za duży. To najczęstsza pułapka w zadaniach o wydajności pomp.
Zbyt mały przepływ oznacza zbyt niską prędkość w przestrzeni pierścieniowej, co sprzyja osiadaniu zwiercin, pogorszeniu oczyszczania dna otworu i problemom z ruchem narzędzi. W praktyce może to zwiększać ryzyko przychwyceń i utrudniać bezpieczne prowadzenie wiercenia.
Zbyt duży przepływ może powodować nadmierne prędkości w pierścieniu, wzrost strat ciśnienia i niepożądane oddziaływanie na ściany otworu (np. erozję lub rozmywanie). Może też prowadzić do problemów technologicznych i większych obciążeń układu pompowego, dlatego Q dobiera się do warunków otworu.
Najpierw pomnóż A × v i zapisz wynik w m³/s, np. 0,026 × 1,2 = 0,0312 m³/s. Potem zdecyduj o jednostce końcowej: jeśli ma być l/s, pomnóż przez 1000 (0,0312 → 31,2 l/s). Na końcu sprawdź, czy rząd wielkości pasuje do realnych wydajności pomp.
W języku polskim separatorem dziesiętnym jest zwykle przecinek, np. 31,2. Przy większych liczbach można stosować spację jako separator tysięcy, np. 46 154. Taki zapis ogranicza ryzyko błędnego odczytu wartości i ułatwia ocenę poprawności wyniku.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 63% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że korzystamy z równania ciągłości:Q = A × v = 0,026 m² × 1,2 m/s = 0,0312 m³/s.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Równanie ciągłości" – https://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3wnanie_ci%C4%85g%C5%82o%C5%9Bci (dostęp: 13.03.2026)
  • Engineering ToolBox: "Flow Rate" (Q = A·v) – https://www.engineeringtoolbox.com/flow-rate-d_173.html (dostęp: 13.03.2026)
  • BIPM: "The International System of Units (SI) – SI Brochure" (relacja m³ i litra) – https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure (dostęp: 13.03.2026)

Materiały:

  • Podręcznik z mechaniki płynów: równanie ciągłości i natężenie przepływu
  • Materiały szkolne z hydrauliki wiertniczej (płuczka wiertnicza, przestrzeń pierścieniowa, transport zwiercin)
  • Zadania rachunkowe z przeliczeń jednostek (m³/s ↔ l/s) i analizy wymiarowej

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego