Выбор и расчет обсадных труб для эксплуатационной колонны

2.7.4 Выбор и расчет обсадных труб для эксплуатационной колонны

Выбор обсадной колонны производим из условия недопущения смятия и разрыва колонны, страгивания резьб при спуске.

Максимальное наружное избыточное давление Рни = 23,25 МПа, поэтому для первой секции выбираем трубы, имеющие:

Ркр1 ≥ Рни Ч[n1],

Ркр1і23,25Ч1,2=31,6 Мпа

Выбираем трубы диаметром 168 мм и толщиной стенки δ = 10,6 мм, с группой прочности «Е», имеющие следующие характеристики:

Ркр = 44,0 МПа, Рт = 60,7МПа, Рстр = 2010 кН.

Длина 1-ой секции l1=110 м (60 м плюс 50 м выше кровли эксплуатационного объекта). Вес ее определяется по формуле:

Q i=q i Ч l i, (2.40)

где Q i – вес соответствующей i-ой секции, кН;

q i- вес 1м трубы соответствующей i-ой секции, кН;

l i – длина соответствующей i-ой секции, кН.

Q 1=0,414 Ч 110 =45,5 кН.

По эпюре (рисунок 2.7) находится давление РНИZ на уровне верхнего конца 1-ой секции на глубине 3070 м РНИZ=24,8 МПа. Следующая секция имеет толщину 8,9 мм для которых Р1КР =24,1 МПа. Определяется значения РКР2 для труб второй секции. Из условий двухосного напряжения с учетом растягивающих нагрузок от веса 1-ой секции по формуле:

PIКРi+1= PКРi+1Ч (1-0,3Ч (Q i/Q i+1)) МПа, (2.41)

где Q i – вес предыдущей секции, кН;

Q i+1 – растягивающая нагрузка при которой напряжения в теле трубы достигают предела текучести для определяемой секции, кН;

PКРi+1 – наружное избыточное давление на глубине установки определяемой секции, МПа.

PIКР2 = 24,8Ч (1-0,3Ч (45,5/1686))=24,6 МПа.

Глубина спуска 2-ой секции принимается равной 2970 м.

Толщина стенки труб 2-ой секции принимается 8,9 мм. Так как наружные избыточные давления к устью продолжают уменьшаться, то трубы с данной толщиной стенки их выдержат. Дальнейший расчет проводится из условия прочности на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении. Длина секции определяется по формуле:

li=([P] - ∑Qi-1)/qi, м, (2.42)

где qi – вес 1 м труб искомой секции, кН;

∑Qi-1 – общий вес предыдущих секций, кН;

[P] – допустимая нагрузка на растяжение, кН.

Допустимая нагрузка на растяжение определяется по формуле:

[P]=РСТ/nI3, кН, (2.43)

где РСТ – страгивающая нагрузка для соединений труб соответствующей секции, кН.

[P]=1640/1,3= 1261,5 кН.

Длина 2-ой секции определяется по формуле (2.42):

l2=(1261,5-45,5)/0,354=3435 м

Принимается длина 2-ой секции 3070. Тогда вес 2-ой секции по (2.40):

QI2=3070 Ч 0,354=1086,8 кН.

Вес 2-х секций составит ∑QI= 45,5+1086,8=1132,3 кН.

Сводные данные о конструкции обсадной колонны приведены в табл. 2.18.

Таблица 2.18 - Сводные данные о конструкции обсадной колонн

2.8 Цементирование обсадных колонн

2.8.1Расчет необходимого количества материалов

Для облегчения качественного крепления обсадной колонны выбираем портландцемент ПЦТ-ДО-50.

Определяем водоцементное отношение для облегченного цементного раствора и для цементного раствора по формуле:

(2.44)

где ρц = 2920 кг/м3 – плотность цементного раствора;

– для облегченного цементного раствора:

– для цементного раствора:

Найдем необходимый объем:

– облегченного цементного раствора:

– цементного раствора:

Объем воды для приготовления:

(2.47)

– для цементного раствора:

– для облегченного цементного раствора:

Количество цементировочной техники:

(2.48)

где ρнас –насыпная плотность цементного порошка;

Vбунк –объем бункера цементосмесительной машины СМН-20;

Для приготовления цементного раствора:

Для приготовления облегченного цементного раствора:

Всего потребуется для приготовления и закачки цементных растворов 3 машины 2СМН-20.

Производительность смесителя 2СМН-20 по цементному раствору:

(2.49)

где QВ – производительность водяного насоса, л/с;

Производительность смесителя 2СМН-20 по облегченному цементному раствору:

(2.50)

где QВ – производительность водяного насоса, л/с;

Число цементировочных агрегатов для закачки цементного раствора (ЦА-320):

Так как производительность смесителя по цементному раствору 21,8 л/с, а максимальная производительность ЦА-320 - 14,5 л/с, то с каждым смесителем должно работать по два агрегата:

для закачки цементного раствора.

Число цементировочных агрегатов для закачки облегчённого цементного раствора:

Так как производительность смесителя по облегчённому цементному раствору 16,73 л/с, а максимальная производительность ЦА-320 - 14,5 л/с, то с каждым смесителем должно работать по два агрегата:

для закачки облегчённого цементного раствора.

2.8.2Общая потребность в цементировочной технике

Для приготовления цементного и облегчённого цементного растворов необходимо три машины 2СМН-20.

Для подачи воды и начала продавки необходимо два агрегата ЦА-320.

Для закачки цементного и облегчённого цементного растворов необходимо шесть агрегатов ЦА-320.

Всего необходимо восемь цементировочных агрегатов ЦА-320.

Также для цементирования используем блок манифольдов 1БМ-700 и станцию контроля цементировании СКЦ-2М-80.

Таблица 2.19 - Распределение тампонажных материалов

Результаты расчета на ЭВМ процесса цементирования приведены в приложении 1.

График процесса закачки и продавки цементировочного раствора приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- График процесса закачки и продавки цементного раствора

Похожие работы

Обеспечение экологической безопасности строительства скважин на море

Скачать

19672

3

0

... среде (табл. 1). Следовательно, при сбросе промывочной жидкости или шлама в морскую среду ее мутность будет сохраняться длительное время. Таким образом, при оценке экологической безопасности строительства скважин необходимо анализировать свойства бурового шлама, а не выбуренной породы. Отработанные буровые технологические жидкости. В процессе бурения, помимо промывочной, применяются и другие ...

Эксплуатационные скважины для освоения месторождений Западной Сибири

Скачать

245136

36

9

... . Необходимость в цементировании "хвостовиков" или секций обсадных колонн возникает, если в конструкции скважины предусмотрен спуск колонны в виде "хвостовиков" или секций [2]. Выбираем простейший, наиболее технологичный и распространенный на данном месторождении и в Западной Сибири способ прямого цементирования, который предполагает доставку тампонажной смеси в затрубное пространство через ...

Ликвидация осложнений при строительстве скважин с использованием профильных перекрывателей

Скачать

13859

0

0

... и доработка в ОФ ЗАО "ССК" новой технологии ликвидации поглощений промывочной жидкости за счет использования профильных перекрывателей позволяет добиться значительного снижения материальных затрат на ликвидацию осложнений и на строительство скважин за счет облегчения конструкции скважин. Методы борьбы с катастрофическими поглощениями промывочной жидкости при бурении скважин Поглощение бурового ...

Технология строительства метрополитена

Скачать

62425

9

3

...                     2.2. Введение.   Вертикальный ствол является вскрывающей горной выработкой для раскрытия фронта проходческих работ при строительстве станций метрополитена глубокого заложения. В процессе строительства подземного сооружения через вертикальный ствол ведут все строительные работы. Он служит для выдачи породы, подачи материалов, оборудования и элементов обделки, для ...