Расчет обсадных колонн

2.3.1.2 Расчет обсадных колонн

Обсадные трубы служат для крепления ствола скважины. По ГОСТ 632-80 отечественные обсадные трубы выпускаются следующих диаметров и толщины:

Таблица 2.5 Диаметры и толщина обсадных труб

Группа прочности стали "Д", "К", "Е", "Л", "М", "Т". Трубы маркируются клеймением и краской. При спуске в скважину обсадные трубы шаблонируют.

Определим вес обсадной колонны диаметром 324мм по формуле:

Робс = Lобс*qобс, где (2.3.6.)

Робс. - длина обсадной колонны, м; qобс. - вес 1 м обсадных труб, кг.

Р_обс. = 1020*74.7 = 76194 кг = 76,2 т. Р_{обс в р-ре} = Р_обс*(1-1,18/7,85) = 64.8т

Определим вес обсадной колонны диаметром 245мм:

Р_обс. = 2450*70.8 = 173460 кг = 173,5 т. Р_{обс в р-ре} = Р_обс*(1-1,7/7,85) =135.3т

Определим вес обсадной колонны диаметром 140 мм:

Р_обс. = 3025*30.7 = 92867 кг = 92,9 т. Р_{обс в р-ре} = Р_обс*(1-2,13/7,85) = 67.8т

Сравнив вес обсадных колонн и вес бурового снаряда при бурении под каждую из колонн можно сделать вывод что самой тяжелой является обсадная колонна диаметром 245мм.

Эксплуатационные и промежуточные колонны обсадных труб работают в наиболее тяжелых условиях. Например, в процессе спуска колонн обсадных труб по мере их наращивания увеличивается нагрузка, обусловленная силами собственного веса. После того как колонна доведена до забоя и установлена на забой, трубы частично разгружаются от растягивающих усилий. Силы внешнего давления, действующие на трубы в процессе спуска колонны и определяемые разностью давления столбов жидкости за трубами и внутри их, по своей величине незначительны.

 Промежуточная колонна труб работает в несколько иных условиях, нежели эксплуатационная. Промежуточная колонна в основном работает на растяжение от собственного веса, а также от сил, создаваемых внутренним давлением. Наибольшего значения внутреннее давление достигает в момент окончания продавки цемента за колонну, а также при увеличении удельного веса глинистого раствора внутри обсадных труб по отношению к удельному весу раствора, оставшегося в затрубном пространстве.

В эксплуатационной колонне величины осевых усилий и внешнего давления неодинаковы по длине колонны. Осевые усилия достигают наибольшего значения у самой верхней трубы в момент спуска. Наибольшие внешние силы, приводящие к смятию, проявляются у самых нижних труб колонны при снижении уровня жидкости в колонне в процессе эксплуатации скважины. Кроме того, на нижние трубы в фильтровой зоне скважины могут действовать и пластовые давления, которые достигают значительных величин в процессе эксплуатации скважины.

Кроме основных усилий смятия и растяжения, действующих на колонну, в обсадных трубах возникают также дополнительные напряжения. Они возникают тогда, когда приходится расхаживать колонну при ее прихватах, резком торможении во время спуска, изгибе колонны и т.д. Эти напряжения, возникающие в результате указанных явлений, в некоторой степени компенсируются запасом прочности обсадных труб.

При подборе отдельных секций обсадных колонн нужно принимать следующие запасы прочности:

1.в расчетах технических колонн на страгивающую нагрузку – 1,3;

2.при расчете эксплуатационных колонн на страгивающую нагрузку – 1,15-1,20;

3.при расчете эксплуатационных колонн на смятие:

а).запас прочности для интервала высоты подъема цементного раствора – 1,3;

б).запас прочности выше интервала подъема цементного раствора – 1,15.

Запас прочности на страгивающую нагрузку устья скважины составляет[4]:

где, pстр – страгивающая нагрузка, кН;

Qmax – вес колонны обсадных труб, кН.

Затрубное сминающее давление, создаваемое столбом глинистого раствора на нижнюю трубу[4]:

где, Н – глубина, на которую опускается обсадная труба, м;

γ – удельный вес бурового раствора, кг/м³

Кондуктор Ø 324мм рфакт1 = 1020·1150/10 = 11,73МПа

Пром. колонна Ø 245мм рфакт2 = 2450·1460/10 = 35,77МПа

Экс. колонна Ø 140мм рфакт3 = 3025·2130/10 = 64,43МПа

При запасе прочности на сжатие равным m, нужно устанавливать трубы, которые могут выдержать внешнее сминающее давление, равное[4]:

pсм = pфакт m (2.3.9)

Кондуктор Ø 324мм рсм1 = 11,73·1,3 = 15,2МПа

Пром. колонна Ø 245мм рсм2 = 35,77·1,3 = 46,5МПа

Экс. колонна Ø 140мм рсм3 = 64,43·1,15 = 74,1МПа

Результаты вычислений занесем в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 Данные диаметров колонн и типы резьб различных марок стали

Фирмой "Валурек" (Франция) разработана высокогерметичное соединение VАМ. Соединение обеспечивает газогерметичность при больших растягивающих и изгибающих усилиях.

Похожие работы

Проект бурения и крепление эксплуатационной скважины на Песчаной площади Краснодарского края

Скачать

111088

3

0

... смеси. При промывках наблюдалось увеличение значений газопоказаний до 0,9 – 1,5%, газ по составу к чокракскому. Возможно, это связано с перетоками газа из чокракских отложений, расположенных рядом скважин Песчаная №1 и №2. В чокракских отложениях выделяются перспективные участки разреза, представленные песчаниками и алевролитами. Песчаники в интервалах 3017 – 3022 м, 3026 – 3030 м и 3036,5 – ...

Приморские курорты России: перспективы развития, использование естественных факторов в современных оздоровительных технологиях

Скачать

101649

0

0

... . Умеренно-влажный климат, с мягкой зимой и очень теплым летом, позволяет отдыхать в этом благодатном крае в любое время года. В Краснодарском крае сосредоточены основные приморские курорты России: Сочи, Анапа, Геленджик, Туапсе, Ейск. Песчаные, галечные и рукотворные пляжи на побережье Черного и Азовского морей оборудованы аэросоляриями, душевыми установками, станциями по прокату катеров, лодок, ...

Основы национальной экономики

Скачать

598656

0

7

... косвенного воздействия на них. Поэтому данную стадию современного рыночного капитализма называют еще государственно-корпоративным капитализмом или регулируемым рыночным капитализмом. Являясь основой национальной экономики этого типа, современная высокоразвитая капиталистическая корпорация представляет собой единую хозяйственную технологическую цепочку, которая берет начало в добывающих отраслях, ...

Шпаргалки к экзамену по ОБЖ (Брянск)

Скачать

481815

2

0

... комиссии с участием представителя госнадзора и им выдаются удостоверения.  Повышение рабочими уровня знаний по безопасности труда осуществляется на курсах повышения квалификации, ее сдачей экзаменов. 136. Виды инструктажа, регистрация инструктажа.  Инструктаж работающих подразделяется на:  1. вводный  2. первичный на рабочем месте  3. повторный  4. внеплановый  5. целевой  Все ...