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

Скачать

Заказать новую работу

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

Длина секции труб с б = 7 мм при астР = 1,15 будет равна

Остр

OfQjp

h ~

Qio—Qo— Qs

8,26 — 15 — 23,8

n

= 603 м,

0,0249

т. e. эти трубы могут быть установлены в интервале 1930—1327 м. Выше устанавливаем трубы с б = 8 мм

85

-(8,26+ 15+ 23,8+ 15)

h = 1,15

= 430 м.

 

0,028

Эти трубы будут установлены в интервале 1327—897 м.

Выше устанавливаем трубы с б =

9

мм

100

35

 

 

1,15

1,15

=

415 м.

0,0313

 

 

Эти трубы будут установлены в интервале 897—482 м.

Выше устанавливаем трубы с б =

10 мм:

115

100

 

1,15

1,15

380 м.

ho — 0,0344

Эти трубы будут установлены в интервале 482—102 м.

Для верхней секции принимаем трубы с б = 11 мм и получаем

коэффициент

запаса прочности

 

.

___________________ 130___________________

1,25.

Е стр

8,26 + 1 5 + 2 3 ,8 + 1 5 + 1 2 + 1 3 + 13 ,1 + 3 ,8 3

 

Проверяем гидростатическое давление глинистого раствора на участке подошвы верхнего водоносного горизонта в пределах це­ ментного кольца

__

Н угл, р____0,3 8 8 # (Т2 — Tj) ув

гл. р

Ю,33

(#скв + р ) Угл. р *

гДе Угл р — удельный вес глинистого раствора в гс/см3; ув — удель­ ный вес воды в гс/см3; — начальное значение СНС глинистого раствора в гс/см2; х2 — конечное значение СНС глинистого раствора

в гс/см2;

dTр — диаметр

обсадных труб в

см; Н — расстояние от

устья

до

соответствующего интервала в м;

 

LDCKB— диаметр сква­

жины

в

см.

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

2200-1,10

0,388 -2200(0,4 — 0,2)1,0

206,3 кгс/см2,

 

 

10,33

(20 — 14,6) 1,10

 

 

 

 

 

что находится в пределах допустимой величины.

Результаты расчета эксплуатационной колонны на прочность приведены в табл. 63.

315

Т а б л и ц а 63

 

Толщина

Глубина спуска

 

 

 

 

Номер

труб,

м

Длина

Вес

 

 

стенки

 

 

“см

“стр

секции

трубы,

 

 

секции,

секции, т

 

мм

ОТ

до

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

и

0

102

102

3,83

 

1,25

2

10

102

482

380

13,10

—

1,15

3

9

482

897

415

13,00

—

1,15

 

 

 

 

 

 

 

4

8

897

1327

430

12,00

—

1,15

5

7

1327

1930

603

15,00

1,15

—

6

8

1930

2780

850

23,80

1,15

—

 

 

 

 

 

 

 

7

9

2780

3260

480

15,00

1,15

—

. 8

10

3260

3500

240

8,26

1,23

—

П р и м е ч а н и е .

Вес колонны

104 т.

 

 

 

 

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ КОЛОННЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Методика расчета промежуточной колонны на прочность зависит от цели и глубины ее спуска, условий бурения скважины и т. и. Промежуточная колонна рассчитывается на растяжение. Расчет на смятие делается только тогда, когда имеется опасность поглоще­ ния или выброса промывочной жидкости из скважины при бурении после спуска промежуточной колонны или когда скважину после спуска колонны бурят на растворе меньшего удельного веса по срав­ нению с удельным весом раствора, находящегося за колонной.

Промежуточные колонны, несущие противовыбросовое оборудо­ вание, рассчитываются на максимально возможное внутреннее давление при выбросе.

Расчет промежуточной колонны начинают с нижней секции, толщина стенки друб которой зависит от длины выхода инструмента за башмак колонны, количества спуско-подъемных операций и раз­ ности удельных весов глинистых растворов в колонне и за колонной. В процессе бурения скважины под эксплуатационную колонну низ промежуточной колонны подвергается динамическим нагрузкам со стороны бурильного инструмента. Поэтому нижние 100 м труб рекомендуется брать более толстостенными. После этого, выбрав минимальную толщину стенки труб и группу прочности стали, определяют наибольшую допустимую длину труб. Если эта длина равняется глубине спуска колонны, то всю колонну (за исключением нижних 100 м) составляют из этих труб. Если меньше — берут сле­ дующую толщину стенки и т. д.

После расчета на растяжение (страгивание) проверяют колонну на сопротивляемость избыточному наружному и внутреннему давле­ нию. Если после спуска промежуточной колонны бурение будет

316

продолжаться с промывкой утяжеленным глинистым раствором, удельный вес которого выше удельного веса жидкости за колонной, то

л

Y v t . гл. р Угл. Р и

Р10

где уут гл

— удельный вес утяжеленного

глинистого

раствора

в

гс/см’3;

угл р — удельный

вес глинистого

раствора за

колонной

в

гс/см3; Нх — расстояние

от устья скважины до трубы,

подверга­

ющейся проверке, т. е. до трубы с наименьшей толщиной стенки, в м. Проверяют коэффициент запаса прочности на внутреннее давле­

ние.'

где рви — табличное значение внутреннего давления. Определяют также максимальное значение давления в конце цементирования

Р к ~ ОД (Я д . р — К ) (уц р — УгЛ. р)+ (0,02# +16).

Проверяют коэффициент запаса прочности на внутреннее давление для труб, расположенных на устье скважины,

Определяют безопасную глубину понижения уровня жидкости в ко­ лонне путем проверки на смятие только нижней секции труб

ЮРсм Нбез Угл. расм

гДе Рем — табличное значение сминающего давления в кгс/см2; аш — коэффициент запаса прочности на смятие.

Если вскрытие продуктивных пластов производится глинистым раствором, удельный вес которого меньше удельного веса раствора за колонной, то проверяют на смятие трубы с наименьшей толщиной

стенки. Для этого определяют сминающее давление

по формуле

Рем, ф —

Нх (Угл. р— Угл. р. к)

 

 

10

 

Определяют коэффициент запаса прочности на смятие

®см

Рем

 

Рем. ф

 

 

 

 

Если коэффициенты запаса

прочности получаются

достаточными

и не возникает надобности в изменении толщин стенок, то расчет колонны на этом заканчивается.

Задача 187. Рассчитать на прочность промежуточную колонну диаметром 219 мм, если глубина спуска колонны 2200 м; подъем

317

цементного раствора за колонной 600 м; удельный вес цементного раствора 1,84 гс/см3; удельный вес глинистого раствора за колонной 1,25 гс/см3; глубина скважины 3200 м; удельный вес раствора после спуска колонны изменяется дважды: сначала 1,1 гс/см3, затем 1,6 гс/см3. Высота цементного стакана 20 м. При удельном весе раствора 1,1 гс/см3 возможно частичное снижение уровня раствора в скважине в результате поглощения на 200 м.

Решение. Учитывая значительный выход инструмента из-под баш­ мака колонны, принимаем нижние 100 м труб с толщиной стенки

9,5 мм. Вес этой секции труб

равен

 

 

(? 9 ,5 =

9 9 ,5 ^ 9 .5

!

 

где q95 — вес 1 м труб с толщиной стенки 9,5 мм в кг;

— длина

секции труб с толщиной стенки 9,5 мм в м,

 

QB5= 50,6 «100 = 5060

кг = 5,06 т.

 

Определяем дополнительное усилие при цементировании

<?доп = (Рг + Рст)

где р г — давление, затрачиваемое на преодоление гидравлических потерь,

рг = 0,0277+16.

77 — глубина спуска колонны в м.

рг = 0,02 • 2200 + 1 6 = 56 кгс/см2.

рст = 15 -г- 20J

кгс/см2 — давление,

возникающее

при посадке

пробки на кольцо «стоп»; dBH— внутренний диаметр

труб в месте

установки упорного

кольца «стоп»

в см.

 

<?доп =

(56

+18) 0,785 •202

=

23 200 кгс = 23,2 тс.

Принимаем сталь группы прочности Д (пт = 38 кгс/мм2) и опре­ деляем допустимую длину секции труб с толщиной стенки 7 мм

 

 

 

Q c t P

' *?9,5

Qдоп

 

 

 

 

 

Qстр

 

 

 

 

 

?7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

@с7Тр — табличное

значение страгивающего

усилия

для труб

с толщиной стенки 7 мм в тс; астР — коэффициент

запаса

прочности

на

страгивание (для

данных

условий

астр = 1 ,4 -г- 1,5); q7 — вес

1 м труб с толщиной стенки 7

 

мм в т.

 

 

 

 

 

100

— 5,06 —23,2

 

 

 

 

 

1,4

= 1130 м.

 

 

 

 

 

0,0381

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес секции труб с 6 =

7 мм составляет Q7 =

43 т.

 

318

 

Определяем допустимую

длину секции

труб с

толщиной стенки

8 мм

(?стр _

QcrP

1 2 0 - 1 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Астр_____а стР

1,4

= 332 м.

 

 

98

 

0,0431

 

 

 

Вес секции труб с 5 =

8 мм составляет Qg =

14,3 т.

 

Определяем допустимую длину секции труб с толщиной стенки

9,5

мм

 

 

150— 120

 

 

 

 

(?стр __ <?С ТР

 

 

 

т = Астр

*стр

1,4

— 4*23 м.

 

9 ,8

$9,5

0,0506

 

 

 

 

 

 

 

Вес секции труб с б =

9,5

мм составляет 21,4 т.

1 1

Определяем допустимую длину секции труб с толщиной стенки

мм

 

 

180 — 150

 

 

 

 

астр____^стр

 

 

 

 

1,4

--- 370

м.

 

 

9 1 1

 

0,0579

 

 

 

 

 

Принимаем /Д = 215 м. Вес этой секции

=

12,5 т.

Тогда

 

 

 

 

 

Я = гД+ гД+ гД6 + гД= 1130 + 332 + 523 + 215 = 2200 м.

Общий вес колонны составляет 96,26 т. Результаты расчетов сводим в табл. 64.

Номер сек­ ции

1

2

3

4

5

Толщина стенки труб, изго­ товленных из стали группы прочности Д, мм

И

9,5

8

7

9,5

Глубина спуска

­

труб,

м

сек

ОТ

до

Длина ции, м

 

0

215

215

215

638

423

638

970

332

970

2100

ИЗО

2100

2200

100

Т а б л и ц а

64

1 м труб,

секции,

 

Вес кг

Вес т

1

57,9

12,50

50,6

21,40

43,1

14,30

38,1

43,00

50,6

5,06

Определяем избыточное наружное давление при переходе на рас­ твор удельного веса 1,6 гс/см3

р = 7ут~гд--р -^ р Я , = (2200 - 600) = 56 кгс/см2.

Определяем коэффициент запаса прочности на внутреннее дав­ ление

Р в я

245

/ 07

аВН

 

 

319

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