Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

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

Æ, мм

114.3

127.0

139.7

146.1

168.3

177.8

S, мм

5.2 — 10.2

5.6 — 10.2

6.2 — 10.5

6.5 — 9.5

7.3 — 12.2

5.9 — 15.0

193.7

219.1

244.5

273.1

298.5

323.9

339.7

5.2 — 10.2

7.6 — 15.1

7.9 — 15.9

7.1 — 16.5

8.5 — 14.8

8.5 — 14.0

8.4 — 15.4

351.0

377.0

406.4

426.0

473.3

508.0

9.0 — 12.0

9.0 — 12.0

9.5 — 16.7

10.0 — 12.0

11.1

11.1 — 16.1

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.

Робс. = 1020*74.7 = 76194 кг = 76,2 т. Робс в р-ре = Робс*(1-1,18/7,85) = 64.8т

Определим вес обсадной колонны диаметром 245мм:

Робс. = 2450*70.8 = 173460 кг = 173,5 т. Робс в р-ре = Робс*(1-1,7/7,85) =135.3т

Определим вес обсадной колонны диаметром 140 мм:

Робс. = 3025*30.7 = 92867 кг = 92,9 т. Робс в р-ре = Робс*(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]:

Расчет обсадных колонн

Где, pстр – страгивающая нагрузка, кН;

Qmax – вес колонны обсадных труб, кН.

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

Расчет обсадных колонн

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

Г – удельный вес бурового раствора, кг/мі

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

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

Экс. колонна Ш 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 Ш 324мм рсм1 = 11,73·1,3 = 15,2МПа

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

Экс. колонна Ш 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

Диаметр

Колонны

Мм

Тип резь —

Бового

Соедин.

марка

Стали

Толщина

Стенки,

Мм

Вес, кН

длина

Колонны

Давление, МПа

1 пог. м

Трубы

общий

Pфакт

Pсм

324

245

140

ОТТМ

ОТТГ

VAМ

Д

М

N-80

9,5

12,0

10,54

0,747

0,708

0,307

762

1735

929

1020

2450

3025

11,73

35,77

64,43

15,2

46,5

74,1

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

Оставить комментарий