Материал: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

где — величина сминающего давления для обсадных труб с тол щиной стенки 11 мм в кгс/см2.

п 405 = 1,3. «СМ- ш

Задача 178. Определить коэффициент запаса прочности на смятие для 146-мм обсадной колонны, спущенной на глубину 3000 м, если нижняя секция колонны составлена из труб с толщиной стенки 10 мм. Трубы изготовлены из стали группы прочности Д; удельный вес глинистого раствора за колонной 1,3 гс/см3, удельный вес жидкости в колонне — 0,85 гс/см3; уровень жидкости в колонне 1000 м (от забоя).

Решение. Определяем фактическое давление на низ обсадной колонны

л	_ Н (Угл. Р — Ун) +	ЯоУн
Р ф акт	.п	>

где Н — глубина рассматриваемой точки колонны в м; ун — удель ный вес жидкости в колонне в гс/см3; Но — глубина снижения уровня жидкости в колонне в период эксплуатации в м.

Рфакт —	3000 (1,3 — 0,85) + 2000 • 0,85	305 кгс/см2.
	10

Определяем коэффициент запаса прочности на смятие

®см	Рем	430	1,41.
	Рфакт	305

Задача 179. Определить коэффициент запаса прочности на рас тяжение для обсадных труб с резьбовыми соединениями при следую щих условиях: вес обсадной колонны 100 т; дополнительная нагрузка, возникающая при цементировании 10 тс; диаметр обсадной колонны 219 мм; на устье установлены трубы из стали группы прочности К с толщиной стенки 8 мм.

Определяем коэффициент запаса прочности

<?стр

а,

СТР (/факт

где <?стр — страгивающая нагрузка для резьбового соединения в тс, (?Факт — фактическая нагрузка на резьбовое соединение в тс.

*хтр ‘	160	= 1,45.
	100+10

Задача 180. Определить коэффициент запаса прочности колонны труб на внутреннее давление при следующих условиях: диаметр колонны 168 мм; максимальное давление в колонне 380 кгс/см2; скважина газовая; верхняя секция колонны составлена из труб с толщиной стенки 11 мм; материал труб — сталь группы проч ности Д.

292

Решение. Определяем коэффициент запаса прочности на внутрен нее давление для труб, расположенных на устье скважины;

.Рвн

Р ен. ф а к т

гДе Рвн — внутреннее давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести в кгс/см2; р вв факт — макси мальное внутреннее фактическое давление в колонне в кгс/см2.

	500	=1,31.
вн	380

Задача 181. Определить коэффициент запаса прочности на вну треннее давление труб с толщиной стенки 8 мм, расположенных на расстоянии 1000 м от устья, если диаметр колонны 146 мм; трубы изготовлены из стали группы прочности Д; удельный вес глинистого

раствора	за колонной 1,3 тс/м3; внутреннее давление жидкости
в колонне	385 кгс/см2.

Решение. Определяем коэффициент запаса прочности труб на вну треннее давление

п _ Р в н ____

Ну гл, р

Рвн. факт" 10

где рвн — внутреннее давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести; Н — расстояние от устья скважины до рассматриваемой точки колонны в м.

	415	■1,63.
385-	1000 • 1,3	■1,63.
	1000 • 1,3
	10
	10

Задача 182. Определить коэффициент запаса прочности на вну треннее давление для ,труб диаметром 168 мм, изготовленных из стали группы прочности Д, с толщиной стенки 7 мм, расположен ных на глубине 900 м от устья скважины, если пластовое давление 400 кгс/сМ2; скважина нефтяная, фонтанирующая. Удельный вес глинистого раствора 1,2 гс/см3, нефти — 0,8 гс/см3.

Глубина залегания пласта 3000 м. Решение.

^пн --		Рви	___
	Рпл'	Н у г л . р	н 0у„

		10	10

где Н — расстояние от устья скважины до рассматриваемой точки колонны в м; Но — расстояние от пласта до рассматриваемой точки колонны в м; ун — удельный вес жидкости в колонне в гс/см3; рпл — пластовое давление в кгс/см2.

„		315	ос/ .
яви—		сст;—ттг	хг,тс ггс— = 2,54.
	400	900-1,2'	2100-0,8
	400	10	10
		10	10

РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Эксплуатационную колонну рассчитывают на смятие, страгивание и внутреннее давление. Для расчета колонны необходимо знать ее диаметр и длину, удельный вес глинистого раствора и нефти, высоту подъема цементного раствора за колонной, высоту зоны перфорации колонны, глубину снижения уровня жидкости в колонне, предполагаемое пластовое давление. Обычно принимают, что обсад ная колонна частично заполнена нефтью, а затрубное пространство до устья заполнено промывочной жидкостью, которой промывали скважину в период заканчивания бурения. Глубину опорожнения устанавливает геологическая служба или она принимается равной 2/3 глубины скважины (но не менее 2000 м).

Для газовых скважин, а также скважин, эксплуатирующих горизонты с низкими пластовыми давлениями, принимается полное опорожнение.

Общепринятыми являются два метода расчета эксплуатационных колонн: сверху вниз и снизу вверх. По первому методу сначала рассчитывают колонну на смятие, начиная с минимальной толщины стенки, потом на растяжение и в последнюю очередь проверяют на внутреннее давление. На внутреннее давление проверяется верх няя секция колонны (устье скважины), а также секция с минималь ной толщиной стенки.

Задача 183. Рассчитать 146-мм колонну на прочность для сква жины глубиной 3800 м; удельный вес раствора 1,33 гс/см3, нефти — 0,8 гс/см3; зона эксплуатационного объекта 150 м; пластовое давле ние 460 кгс/см2.

Решение.

Определяем возможное опорожнение колонны

# 0= 4 - Н =■ 43800 = 2533 м.

ОО

Расчет на смятие.
Определяем значения сминающих давлений для 146-мм обсадных
труб со стенками толщиной 6, 7, 8, 9,				10, 11, 12 мм, изготовленных
из стали группы	прочности Д.		Полученные		данные	записываем
в табл. 54.
						Т а б л	и ц а 5 4
б , м м	6	7	8	9	10	и	1 2
Р е м , К ГС /С М 2	1 9 0	2 5 5	3 2 0	3 7 5	4 3 0	4 8 5	5 4 0

Определяем допустимую глубину спуска этих труб по формуле

77=*—1°'Рсм----- для зоны опорожнения

ЯсмУгл. р

294

или

я =

Юрсм — 7УрУнасм

асм (Угл. р— Ун)

где. рсн — сминающее давление для труб данного диаметра, данных толщины стенки и группы прочности в кгс/см2; асм — коэффициент запаса прочности на смятие; угл р — удельный вес глинистого рас твора за колонной в гс/см3; ун — удельный вес жидкости в колонне в гс/см3; Но — глубина опорожнения в м.

Тогда

	ттД	10-190		1242 м;
	6	1,15-1,33
Н?	10-255	1667 м;	Я ? =	10 • 320	2092 м;
Н?	1,15-1,33	1667 м;	Я ? =	1,15-1,33	2092 м;
Я Д9	10 • 375	2452 м;	Я?0	10 • 430	2811 м.
	1,15-1,33			1,15-1,33

В связи с тем, что с глубины 2533 м начинается зона нефти в ко лонне, допустимую глубину труб с толщиной стенки 10 мм пересчи тываем по формуле

Я?0 =	10-430 —2533-0,8-1,15	= 3210 м;
	1,15(1,33 —0,8)
Л?х =	10-485—2533-0,8-1,15	„
Л?х =	— 1,15 а;зз—(ш—	= 110 '

Но с глубины 3650 м начинается зона эксплуатационного объекта, где асм = 1,3, поэтому

	д		10-485 —2533-0,8-1,3				= 3210 м.
	Я 11		1,3(1,33-0,8)				= 3210 м.
									Т а б л и ц а 55
Номер	Толщина стенки труб,			Глубина спуска			Длина		Вес Гм	Вес
Номер	Толщина стенки труб,				тру б,	м	Длина		Вес Гм	Вес
секции	изготовленных из стали						секции,		трубы,	секции,
	группы прочности Д , мм			от		ДО	м		кг	т
				от		ДО
1	6	•			0	1242	1242	’	21,6	26,80
2	7	•		1242		1667	425		24,9	10,60
3	8			1667		2092	425		28,0	11,90
4	9			2092		2452	360		31,3	11,26
5	10			2452'		3210	758		34,4	26,13
6	11			3210		3650	440		37,5	16,50
7	12			3650		3800	150		40,6	6,09
П р и м е ч а н и е . Вес колонны 109,18					т.

295

Значит трубы,	изготовленные из стали группы прочности Д,
с толщиной стенки 11 мм можно спустить на глубину 3650 м.
Я?,	1 0 -5 4 0 — 2 5	33-0,8-1,3	=4030 м.
12	1,3(1,33	— 0,8)
Принимается ЯД = 3800 м.		в табл.	55.
Результаты расчетов сводим

Расчет на растяжение

Определяем дополнительную нагрузку на резьбовые соединения колонны в момент посадки пробки на упорное кольцо «стоп».

/~\	t	I	\
Удоп =	(Ргидр “Г Рстоп) ^ »

где ргидР. — давление, затрачиваемое на преодоление гидравличе ских потерь,

Ргидр = 0,02Я +16;

Рстоп = 15 -г- 20 кгс/см2 — давление, возникающее при посадке пробки на кольцо «стоп»; dm — внутренний диаметр труб в месте установки упорного кольца «стоп» в см.

QAOn= (0,02.3800 + 1 6 +15) 0,785 • 12,22 = 12 400 кгс = 12,4 тс.

Растягивающее усилие, действующее на резьбовое соединение колонны, у устья скважины будет

<?факт = 109,18 + 12,4 = 121,58 тс.

Определяем усилия страгивания для труб со стенками толщиной 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12 мм. Полученные данные сводим в табл. 56.

Т а б л и ц а 56

5, мм	.6	7	8	9	10	и	12
С?стр1 ТС	56	71	85	100	115	130	145

Определяем коэффициент запаса прочности на растяжение у устья для труб с толщиной стенки 6 мм

	<9«		< 1,3 .
®стр —	^стр _	56	< 1,3 .
	(?фа	1 2 1 ,6

Определяем коэффициент запаса прочности на растяжение внизу первой секции труб с толщиной стенки 6 мм

	астрв	0 е
		у стр
		(?факт (?1 *
		(?факт (?1 *

296

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155653

Смотрите также:









Анализ эффективности инвестиций предприятия на примере ООО «СпецПримСтрой»
Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления