Курсовая работа (т): Автоматизированный ключ буровой

 9,81 ускорение свободного падения, м²/с.

;  МПа.

Давление у устья при опрессовке колонны:

. (4)

Избыточное внутренне давление на глубине Zc = 4000 м:

, (5)

где

 9,81 ускорение свободного падения, м²/с;

4000*9,81*10*0,75;

16,42 МПа;

Построим эпюры избыточных внутренних и наружных давлений:

Рисунок 2.1 - Эпюры избыточных внутренних и наружных давлений

Вычислим необходимую прочность труб на разрыв в устьевом сечении:

, (6)

где , коэффициент запаса прочности на разрыв для труб диаметром 114-219 мм. .

Вычислим необходимую прочность труб на разрыв у башмака колонны:

, (7)

где

, коэффициент запаса прочности на разрыв для труб диаметром 114-219 мм. ;

Во избежание смятия, нижнюю секцию необходимо составить из труб, критическое давление которых:

Pкр ≥, (8)

где , коэффициент запаса прочности на смятие для секций эксплуатационной колонны;

Pкр ≥50,7*1,3=65,91 МПа.

Эту секцию можно составить из труб, критическое давление которых Pкр =68,7 МПа, а внутренне давление, при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести  = 87,2 МПа. Это трубы группы прочности К с толщиной стенок 10.7 мм. Вес одного метра труб q=30,7 кг.

Длина нижней секции перекрывающий продуктивный пласт равно длине интервала с АВПД=4000-3850=150 м.

Вес нижней секции:

, (9)

где

 9,81 ускорение свободного падения, м²/с;

.

Во избежание смятия для второй снизу секции необходимы трубы для которых:

Pкр ≥, (10)

где , коэффициент запаса прочности на смятие.

Pкр ≥ 48,8*1=48,8 МПа.

Эта секция составляется из групп прочности Д с толщиной стенок δ=10.7 мм, для которых Pкр =49 МПа и  = 80 МПа.

Третью секцию составим из труб группы прочности Д с толщиной стенок 10.7 мм для которых Pкр =49 МПа и .

Допустимая глубина спуска третьей секции:

2750 м. (11)

Тогда длина второй секции:

.

Вес второй секции:

.

Четвертая секция составляется из труб группы прочности Д с δ = 9,2 мм, для которых Pкр=40,4 МПа и .

Допустимая глубина спуска этой секции:

 2125 м. (12)

Длина третьей секции:

.

Вес третьей секции:

.

В нижнем сечении четвертой секции напряжение осевого растяжения:

 (13)

где ;

.

Определим фактический коэффициент запаса прочности на смятие:

 (14)

где  - предел текучести, МПа.

Так как неравенство (14) выполняется, то коэффициент запаса прочности на смятие достаточен.

Глубина верхнего сечения четвертой секции:

; (15)

.

Вычислим допустимую глубину четвертой секции:

, (16)

где  - допустимая растягивающая нагрузка при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести, кН;

; (17)

.

Округляем до .

Вес четвертой секции: .

Для пятой секции выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки δ = 10,7 мм , тогда:

;

Округляем до .

Вес пятой секции:

Для шестой секции трубы из стали группы прочности М с толщиной стенки δ=10,7 мм, , тогда:

.

Достаточной является длинна шестой секции 1045 м.

Вес шестой секции: .

Таблица 2.1 - Конструкция эксплуатационной колонны

2.2 Расчет первой промежуточной колонны

скважина бурение гидроцилиндр поршень

- Глубина спуска 2840 м;

Наружный диаметр промежуточной колонны 245 мм;

В интервале 1800-1850 залегают породы склонные к вспучиванию;

Объемная плотность толщи пород равна 2100 кг/м³;

Плотность опресовочной жидкости ;

Избыточные наружные при открытом устье скважины

 0, при .

На глубине 2840 м:

где

 9,81 ускорение свободного падения, м²/с;

h

;

На глубине Z=1775 м, вблизи кровли породы, склонной к вспучиванию:

; (19)

На глубине Z =1875 м, ниже подошвы той же породы:

Избыточные внутренние давления в колонне в период опрессовки ее за один прием.

Наибольшее давление на устье колонны в случае закрытия превентора после начала газонефтеводопроявления:

; (20)

.

Давление у устья при опрессовке колонны:

; (21)

Избыточное давление у башмака колонны:

; (22)

 МПа.

Строим эпюры избыточных наружных и внутренних давлений: