Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Обсадные трубы изготавливаются из сталей следующих групп прочности.

TOC o "1-5" h z Группа прочности стали…….. С

Временное сопротивление на

растяжение, МПа……………….. 540

Предел текучести, МПа……… 310

Относительное удлинение, % 14

Трубы изготовляются длиной от 9,5 до 13 м из углероди­стых и легированных сталей. Резьба коническая (рис. 22.29) треугольная с конусностью 1:16.

В последние годы выпускают обсадные трубы, имеющие по­вышенную прочность (на 25-50 %) и герметичность резьбовых соединений: ОТТМ1, ОТТГ1 (муфтовое соединение) и ТБО-4,

Рис. 22.29. Резьбовое соединение по ГОСТ 632-64

Рис. 22.30. Соединение труб (ОТТГ-1) с трапецеидальной резьбой

ТБО-5 (соединение «труба в трубу»). В трубах ОТТГ-1 исполь­зуется трапецеидальная резьба, обеспечивающая высокую проч­ность (рис. 22.30). Трубы ОГ1М отличаются тем, что соединение их выполнено в габаритах тела труб. Они изготовляются диа­метрами от 114 до 273 мм. Минимальная толщина стенок — 8 мм. Используются эти трубы, главным образом, как хвостовики.

В структурно-поисковом бурении применяются обсадные трубы ниппельного соединения геологоразведочного сорта­мента диаметрами 73, 89, 108, 127 и 146 мм, а также насосно­компрессорные трубы диаметрами 89, 102 и 114 мм.

Обсадная колонна — сложная инженерная конструкция, несущая различные по величине и характеру нагрузки. На обсадную колонну действуют:

растягивающая нагрузка от собственного веса;

осевые динамические нагрузки в период неустановившего — ся движения колонны (с ускорением или замедлением скоро­сти спуска);

осевые нагрузки от избыточного давления и температуры при цементировании колонны о стенки скважины в процессе ее спуска;

сжимающие нагрузки от части собственного веса при раз­грузке колонны на забой;

наружное и внутреннее избыточное давление;

изгибающие нагрузки, возникающие в искривленных скважинах.

Основными нагрузками для расчета колонн на прочность являются осевые растягивающие нагрузки от собственного веса обсадной колонны, наружное и внутреннее избыточные давления.

При расчете на наружное избыточное давление коэффици­ент запаса прочности Л1 = 1,0-ь 1,3 для участков, находящихся в пределах эксплуатационного объекта, в зависимости от ус­тойчивости породы. Для остальной части колонны Л1 = 1,0.

При расчете на внутреннее избыточное давление для труб диаметром 114-219 мм л2 = 1,15; для труб диаметром 219 мм и более л2 = 1,52.

Методика расчета эксплуатационных колонн заключается в следующем:

1. Определяют значения избыточных наружных и внут­ренних давлений на устье скважины и на глубинах Н (до уровня жидкости в колонне), Л (до уровня цементного рас­твора), I (до башмака колонны), а также для интервалов, рас­считываемых по пластовому или горному давлениям.

2. Строят эпюры избыточных наружных и внутренних давлений.

3. Подбирают обсадные трубы соответствующей прочно­сти, начиная с нижней, забойной ее части.

А. Определив запас прочности Л1 для первой снизу секции, вычисляют произведение л1рн.„1. (наружное избыточное давле­ние на глубине I) и по таблицам, приведенным в Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых сква­жин (Куйбышев: ВНИИТнефть, 1976), подбирают трубы с ркр > Л1ря. и1. Задавшись длиной первой секции 1и которая рав­на мощности эксплуатационного объекта, можно найти запас прочности на внутреннее давление л2 путем деления рт на р„.и1 (внутреннее избыточное давление на глубине I]); рт — из­быточное внутреннее критическое давление, при котором на­пряжение в теле трубы достигает предела текучести (см. таб­лицы указанной выше Инструкции). Затем определяют вес О первой секции.

Б. По эпюре определяют наружный диаметр на верхнем конце первой секции (на глубине Хх). а по таблицам Инструк­ции подбирают трубы, из которых составляют вторую сек­цию, с ркр, равным или близким по значению (в большую сто­рону) давлением на глубине Ь^.

В. Для нахождения длины /2 второй секции выбирают трубы для третьей секции (обычно это труба со следующим меньшим значением толщины стенки), определяя по таблицам Инструк­ции соответствующее им ркр, а по эпюре глубину 12, на которой расчетное давление соответствует найденному значению р^.

Диаметр труб, мм……. 114-168 178-245 273-324 >324

Глубина, м……………… < 3000 > 1500 < 1500 > 1500 < 1500 > 1500

Запас прочности пз— 1,15 1,30 1,45 1,45 1,60 1,75

Длина второй секции 12 = — 12. Далее рассчитывают на

внутреннее давление верхнюю трубу второй секции. Находят вес второй секции 02 и общий вес 0, 2 = 01 + 02.

Г. Последующие секции подбирают таким же способом. Каждый раз при этом проверяют условие

Рраз — Рст/ Л3,

где Рраз — разрушающая нагрузка; п3 = 1,8; Рст — страгиваю­щая нагрузка.

Верхние трубы выбирают более толстостенными.

Комментарии запрещены.