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 D — наружный диаметр трубы в см; Е — модуль Юнга в кгс/см2; R — радиус искривления ствола в см; ак — коэффициент концентра ции напряжений, ак принимается равным 1,7—3.

Тогда

<ТМ= ^ ’в'тооо106 '2’5= ;5470 кгс/см2= 54,7 кгс/мм2,

что близко к пределу прочности труб, изготовленных из стали группы прочности С (табл. 87).

						Т а б л и ц а		87
Группа прочности		с	Д	К	Е	Л	м	р
стали
Временное	сопротив
ление	изгибу,	55	65	70	75	80	90	110
КГС/ММ2	...................

Для стали группы прочности Д запас прочности составит 1,19, а для стали группы прочности К 1,28.

Задача 266. Рассчитать ориентировочно возможный радиус искри вления ствола, в который может быть спущена колонна обсадных труб диаметром 146 мм, изготовленных из сталей разных групп прочности.

Решение: Радиус искривления ствола скважины определяется по формуле

где D — наружный диаметр трубы в см; Е — модуль Юнга в кгс/см2; от — предел текучести материала труб в кгс/см2 (табл. 88).

					Т а б л и ц а		88
Группа прочности стали	с	Д	к	Е	л	м	р
Предел текучести, кгс/см2	. . . 3200	3800	5000	5500	6500	7500	9500

К— коэффициент запаса прочности, принимается равным 1,2—1,5. Тогда для стали группы прочности С

Rc =		14,6 • 2,1 • 106 • 1,3	= 6230	см = 62,3 м.
		2•3200
Аналогично	для сталей других групп			прочности Дд = 52,4 м;
Дк — 40 м; ДЕ	=	36,2 м и т. д.

Задача 267. Определить угол закручивания бурильной колонны от действия реактивного момента турбобура, если длина колонны

429

бурильных труб составляет 900 м; реактивный момент турбобура 2500 кгс-см, турбобур спущен на 168-мм бурильных трубах с тол щиной стенки 8 мм. Потери на трение отсутствуют.

Решение. Угол закручивания бурильных труб определяется по формуле

	фз	П О 2	M L
			GJr,

где М — момент турбобура на оптимальном режиме в кгс-см; L —
длина бурильных труб в м; Gs — модуль сдвига материала труб
в кгс/см2; / —	полярный момент инерции в см4.
/ р = ■~	(Di - DL) = ^	(16,84 - 1 5 , 14) = 2700 см4,
Тогда	Gs =850000 кгс/см2.
	, па 2500-900
			0,98 рад = 56®
	850 000-2700

(см. табл. 53 приложения).

Задача 268. Определить угол закручивания бурильной колонны

при следующих		условиях:	глубина скважины 1500 м; длина вер
тикального	участка 200 м;		наружный диаметр бурильных труб
146 мм; вес	1 м	бурильной	колонны 33,3 кг; реактивный момент

на корпусе турбобура (равный по величине активному моменту его турбины) составляет 154 кгс-м; угол наклона ствола скважины 20°; коэффициент трения труб о стенки скважины 0,2.

Решение. Определяем длину искривленного участка, на кото рую распространяется влияние момента,

2М

f i q d H s i n а ’

где М — реактивный момент турбобура в кгс-м; р — коэффициент трения труб о стенки скважины; q — вес 1 м бурильной колонны

в кг; d„ — наружный диаметр бурильных труб в м; а — угол на клона ствола скважины в градусах.

Тогда

г	2-154	:926 м.
0,2 • 33,3 • 0,146 • 0,342		:926 м.
0,2 • 33,3 • 0,146 • 0,342
Сравниваем Ьш с (L — LB),	926<<(1500— 200).

Определяем угол закручивания бурильной колонны по формуле

	Фз	мьы
		2Gsh '

где Gs — модуль	сдвига материала труб в кгс/м2• Gs = 850 000 X
X 104 кгс/м2; / 0 — полярный момент инерции в м4.
/0=	Ои (0,1464 - 0,1304) = 0,00001 И м 4.

430

Тогда

фз =	154-926		0,762 рад = 43,5°.
фз =	2 -8 5 0 -103 - 0,111		0,762 рад = 43,5°.
	2 -8 5 0 -103 - 0,111
Если LM> L — LB, то		сначала	определяем момент трения по
формуле
	М,тр	qL„]i	sin а,

где Ьи — длина ствола в искривленном интервале в м. Затем определяем угол закручивания по формуле

Фз = 10G,

где L — глубина скважины в м; LB— длина вертикального уча стка в м.

Так, например, если для данной задачи принять угол наклона ствола равным 10°, то

L y l = 0,2 -33,3 -0,146 -0,174 = 1 8 2 0 М'

1820 > 1 5 0 0 - 2 0 0

Поэтому определяем момент трения

М тр= 33,3.1300• 0,2- M i 0,174= 110 кгс -м.

Тогда

Ф з:	10-850 000-104-0,0000111	154 -1 5 00 -110 х
	10-850 000-104-0,0000111
	х( 200- 1300 )] = 0,254	рад =14,5°.

Определение угла поворота отклонителя

Реактивный момент турбобура приводит к повороту отклонителя против часовой стрелки на определенный угол, называемый углом закручивания. Поэтому при установке отклонителя на забое по заданному азимуту необходимо учитывать это и увеличивать азимут на определенный угол, называемый углом опережения. При этом необходимо также учитывать естественное искривление скважины: если естественные условия искривляют ствол скважины вправо, то угол опережения равен углу закручивания минус угол естественного искривления; если естественные условия искривляют ствол сква жины влево, то угол опережения равен углу закручивания плюс угол естественного искривления, т. е.

фоп — фз Фе

или

фоп = Фз + фе.

431

Если нужно бурить в фактически полученном азимуте, то откло нитель необходимо повернуть по часовой стрелке на угол, называ емый углом поворота,

Р = Фо + Фп>

где фп — угол между плоскостью кривизны отклонителя и пло скостью искривления скважины у забоя, отсчитываемый по часовой стрелке в градусах.

Угол поворота, выраженный через длину окружности стола ротора, определяется по формуле

5 =	(360s — Р)
5 =	СМ,
	57,3

где г — радиус окружности стола ротора в см.

Задача 269. Определить угол поворота отклонителя, выраженный через длину окружности стола ротора, при следующих условиях: фактический азимут 340°; угол между плоскостью кривизны откло нителя и плоскостью искривления скважины 300°; угол закручива ния 20°; угол естественного искривления 4°. Естественные условия искривляют ствол скважины влево.

Решение. Определяем угол опережения.

фоп — 20° + 4° = 24°.

Определяем угол поворота отклонителя (в градусах)

Р = 300° + 24° = 324*.

Определяем угол поворота отклонителя (в см)

S 88 (360 — 324) = 55,4 см. 57,3

Здесь 88 — радиус окружности стола ротора в см.

П р и м е ч а н и е . Если при одновременном наборе кривизны необходимо изменить азимут искривления, то угол поворота инструмента определяем по формуле

Р — — ®у Фп “Ь ф от

где <Ху — угол установки отклонителя в градусах.

Знак плюс означает, что азимут необходимо увеличить, минус — уменьшить.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Т а б л и ц а 1

Классификационная шкала горных пород по твердости

Горные породы		Категория	Твердость
		пород	пород
название	группа	по	по штампу,
название	группа	твердости	кгс/мм2
Мягкие	I	1	0 -1 0
		2	10-25
		3	25 -50
Средние	п	4	50-100
	•	5	100—150
	•
Твердые	ш	6	150—200
		7	200-300
Крепкие	IV	8	300-400
		9	400-500
Очень	У	10	500-600
крепкие		И	600-700
		12	S&700

П р и м е ч а н и е .		Породы^
слагающие	нефтеносные	площади'
относятся к	следующим	категорий
ям:
Породы		Кате
Породы		гория
		гория
Глинистые		1,2
Аргиллиты		3,4
Мергели, доломиты		4 - 7
Известняки		3 - 7
Алевролиты		3 - 5
Песчаники		4 - 8
Ангидриты		4 - 5
Кварциты, кремни, ок-		9
ремнелые	карбонатные

породы

Т а б л и ц а 2

434

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