Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В настоящее время существует несколько способов определе­ния зоны прихватов, но большинство из них требует специ­ального оборудования или средств, обычно отсутствующих на буровой при нормальном технологическом процессе проводки скважин.

Единственным методом, известным до сих пор в практике бурения, которым можно пользоваться немедленно после воз­никновения прихвата и без дополнительной подготовки обору­дования и приборов, является метод определения верхней гра­ницы прихвата по упругому удлинению свободной части ко­лонны труб под действием растягивающей нагрузки, превыша­ющей собственный вес колонны.

Верхняя граница прихвата одноразмерной по наружному диаметру и толщине стенок колонны труб определяется из за­висимости

L = K-^—, (46)

*2 — ГI

где L — длина свободной части колонны труб, см; /С = 1,05— коэффициент, учитывающий наличие в колонне труб жестких замков и высаженной части; £ = 2,1 -106 кгс/см2 — модуль Юнга для стали; 5 — площадь поперечного сечения трубы, см2; Р2—Pi=AP — разница между силами растяжения, приклады­ваемыми в колонне сверх ее веса, кгс; Ki — упругое удлинение колонны труб под действием силы АР, см.

Методика определения значений Рй Р2, Ai и L детально рассмотрена в работах [61, 64, 77, 80, 85].

Вводя в формулу (46) массу 1 м труб q в кг, полу­чаем [35]:

L=K-^-K (47>

^^Рст

где рст = 7,85 г/см3— плотность стали.

Известно, что в промысловой практике наибольшее распро­странение получили следующие единицы измерения: длина,

труб (Я) в м, вес их 1 м (q) в кгс, силы растяжения в ко­лонне труб (Р) в тс, упругое удлинение колонны (АД в см. Приведя формулу (47) к размерностям, наиболее распростра­ненным на практике (Я в м; q в кгс; Р в тс; в см), можно — получить новое выражение для L в м

L = 1,05 10’2,1’106<?. 10~8V=28,1 (48>

ЮЗДР.7,85 Д Р

Подобная формула, за исключением числового коэффициен­та, была получена авторами работы [64].

Формула (48) проста и доступна для широкого практиче­ского применения, но только для одноразмерных колонн, ис­пользуемых в настоящее время сравнительно редко.

При бурении глубоких скважин обычно применяют равно­прочную, нередко комбинированную по наружному диаметру и: толщине стенок колонну труб. В этом случае применять фор­мулу (48) невозможно. Известно, что сила АР будет вызывать в каждой секции соответствующее ей удлинение, суммарное значение которого для всей колонны составит

Я = £ Я,, (49)

i=i

где п — число одноразмерных секций в колонне труб.

Для упрощения решения этой задачи приняли, что облегче­ние веса колонны труб в промывочной жидкости компенсиру­ется силами сопротивления.

Тогда для многоступенчатой колонны суммарное удлинение колонны под действием силы АР равно

^ = HjAP_ L2AР _ L3AP ЦгАР_ ,50ч

28,l9l 1 28,1ft ‘ 28,1ft 1 • • • 28,1ft ’ v ‘

где Яi -— длина свободной (неприхваченной) части труб ниж­ней секции Ьи м; qu q2, q3, Qn — вес 1 м одноразмерных по наружному диаметру и толщине стенок труб в воздухе, кгс; Li, L2, L3, …, Ln — соответствующая длина секций труб, м.

Решив уравнение (50) относительно Яь получим формулу для определения длины свободной части секции труб, распо­ложенной в зоне прихвата,

Н = q _——— ±1—— Ь. . (51)

АР Чг Чз Чп J

Если в результате расчетов окажется, что величина Hi от­рицательная, то очевидно, что верхняя граница прихвата рас-

положена выше этой секции труб. Тогда требуется определить Нг свободной части секции L2 по формуле (51):

28, а А Р

(52)

Яз

Яп

^2 <72 1

Вычисления продолжают до получения положительного зна­чения Нй

"i+i

28,1 А. АР

(53)

Hi = 4i

Верхнюю границу прихвата многосекционной колонны труб в скважине определяют из уравнения

(54)

H = Ht+ J]Ln.

ni+1

Пример. Компоновка колонны бурильных труб снизу вверх (секции 1—4); — Pi=AP = 25 тс; А=75 см; глубина скважины 4000 м. Из формулы (51) находим, что 28,1-75 500 24,9

‘3(

Я, = 27

25

1900 37,2/

25

fti секции	Диаметр трубы, мм	Толщина стенки трубы, мм	Длина секции, м	Вес 1 м труб, кгс
1	114	10	600	27,3
2	114	9	500	24,9
Э	140	10	1000	34,2
4	140	11	1900	37,2

Тогда из формулы (52) , 28,1-75 1000 Я2 = 24,9 ’

34,2 37

1000 1900N ——————— ) = 27,3 (—16,1) = 34,2 37,2/ v ‘ = —439,5 м. Так как значение Hi отрицатель­но, то верхняя граница прихвата, очевидно, расположена выше первой секции труб.

24,9-4 = 99,6 м.

Длина свободной части многосекционной колонны труб или верхняя граница прихвата, согласно формуле (50), будет составлять

Я = Я2 + L3 + L4 = 99,6 + 1000 — f 1900 = 2999,6 м.

Длина нижней части колонны, находящейся в зоне прихвата, составит

L — Я = 4000 — 2999,6 = 1000,6 м.

Как видно из приведенного примера, данная методика до­статочно проста и может применяться непосредственно после прихвата. Верхнюю границу прихвата секционных колонн оп­ределяют с достаточной для промысловых исследований точ­ностью, благодаря чему можно принимать меры по ликвидации прихвата.

Комментарии запрещены.