Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Технология бурения на участках и вскрытия
Продуктивного пласта
Одним из важных моментов в процессе строительства скважины является обоснование и соблюдение правильной технологии первичного вскрытия продуктивного пласта.Исходя из опыта бурения на Крапивинском месторождении, для вскрытия продуктивного пласта используется полимерглинистый буровой раствор.Параметры бурового раствора при вскрытии продуктивного горизонта представлены в таблице 2.3.11. Таблица 2.3.11 - Параметры раствора при вскрытии продуктивного пласта
Перед вскрытием продуктивного пласта для сохранения коллекторских свойств в буровой раствор вводятся поверхностно-активные вещества – ПАВ (сульфанол) в соотношении 0, 02% от общего объема бурового раствора Технологические средства и режимы бурения при отборе керна Бурение с отбором керна не проводится - данная скважина добывающая. Проектирование процессов заканчивания скважин Расчёт обсадных колонн
Имеют место следующие виды давлений в скважине, которые могут учитываться при расчёте статических избыточных внешних и внутренних давлений: 1. гидростатическое давление столба воды; 2. гидростатическое давление столба БР; 3. давление столба буферной жидкости; 4. давление столба пластового флюида; 5. давление столба тампонажного раствора; 6.давление составного столба различных жидкостей; 7. давление столба цементного камня; 8. давление столба составного различных жидкостей и цементного камня; 9. давление пластовое; 10.давление горное. Для жидких сред поз. 1 – 6 давление определяется по законам гидростатики, для позиций 1-5 по формуле: Р1-5 = ρ 1-5 × g× h1-5× 10-6, МПа (2.51) а для поз. 6 по формулам (т.к. жидкость не сжимаема): å Р = Р1 + Р2 + Р3 + Р4 = 10-6× g× (ρ 1× h1 +ρ 2× h2 +ρ 3× h3 +ρ 4× h4), (2.52) å Р = 10-6× ρ СР.ВЗВ.× g× L, (2.53) ρ СР.ВЗВ. = (ρ 1 × h1 + ρ 2 × h2 +ρ 3 × h3 +ρ 4 × h4)/ (h1 + h2 +h3 +h4 = L), (2.54) Давление столба аэрированного тампонажного раствора определяется по формуле приведённой в приложении 7. Давление столба цементного камня РЦК (поз. 7) определяется в интервале, обсаженном предыдущей колонной через плотность пластовой воды - 1010 кг/м3, а в остальной части ствола по формуле: РЦК = 10-6 × ρ ЦК× g× hЦ.К.× (1 - к), МПа (2.55) где: к – коэффициент разгрузки, связанной с твердением цементного раствора, который определяется из справочных таблиц. Давление составного столба цементного камня и жидкости РЦК+Ж равно: РЦК+Ж = РЦК + РЖ, (2.56) Расчёт эксплуатационной колоны. Расчет действующих нагрузок. Расчёт наружных избыточных давлений. На обсадную колонну скважины действует давление со стороны кольцевого пространства, называемое РН (наружное давление) и действует давление внутри колонны РВ (внутреннее давление), разность этих давлений составляет РНИ. В разные периоды времени наружное избыточное давление достигает наибольших значений. РНИ = РН - РВ; РНИÞ max. Имеется несколько таких случаев. 1 случай: при цементировании в конце продавки тампонажной смеси (ТС) и снятом на устье давлении. Продавка осуществляется буровым раствором. Исходные данные для расчёта: H = 2700 м (глубина скважины по вертикали); H1 = 600 м (уровень тампонажной смеси за колонной); H2 = 2250 м (граница двух ТС); g = 9, 81 м/с2; ρ Б.Р. = 1100 кг/м3 (плотность бурового раствора); ρ АЭР.Т.С. = 1500 кг/м3 (плотность аэрированного тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); ρ Т.С. = 1920 кг/м3 (плотность тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); H2.1 = 150 м; H2.2 = 300 м; H2.3 = 450 м; H2.4 = 600 м; H2.5 = 750 м; H2.6 = 900 м; H2.7 = 1050 м; H2.8 = 1200 м; H2.9 = 1350 м; H2.10 = 1500 м; H2.11 = 1650 м; Рисунок 2.5.1 - Цементирование колонны без выхода тампонажного раствора на устье Точка 1® устье скважины РНИ = 0. Точка 2® уровень тампонажной смеси за колонной РНИ = 0. Точка 2.1® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = РН- РВ; РНИ = 0, 19 МПа Точка 2.2® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 23 МПа Точка 2.3® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 26 МПа Точка 2.4® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ =0, 29 МПа Точка 2.5® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 33 МПа Точка 2.6® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 37 МПа Точка 2.7® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 41 МПа Точка 2.8® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 41 МПа Точка 2.9® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 44 МПа Точка 2.10® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РНИ = 0, 48 МПа Точка 3® граница двух ТС РНИ = 0, 51 МПа Точка 4® забой скважины РНИ = 4, 12МПа. 2 случай: соответствует концу эксплуатации скважины. Исходные данные для расчёта: H = 2700 м (глубина скважины по вертикали); H1= 600 м (уровень облегчённой тампонажной смеси за колонной); H2= 750 м (башмак кондуктора); H3= 2250 м (граница двух тампонажных камней); H4 = 1800 м (уровень нефти в конце эксплуатации); g = 9, 81 м/с2; ρ Н= 788 кг/м3 (табл. 1.2.6); ρ БР = 1100 кг/м3; ρ АЭР.Т.С. = 1500 кг/м3 (плотность аэрированного тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); ρ ПЛ.В = 1010 кг/м3; ρ .Т.С. = 1920 кг/м3 (плотность тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); К = 0, 25 (для колонны диаметром 177, 8 мм, табл.) Рисунок 2.5.2 - Конец эксплуатации Точка 1® устье скважины РНИ = 0. Точка 2® уровень облегчённой тампонажной смеси за колонной РНИ = = 6, 5 МПа. Точка 3 ® башмак кондуктора РНИ= 7, 96 МПа. Точка 4 ® уровень нефти в конце эксплуатации РНИ= 18, 8 МПа. Точка 5 ® граница двух тампонажных камней РНИ= 21, 03 МПа. Точка 6®забойскважины РНИ = 23, 9 МПа. На рисунке 2.5.3 показана эпюра наружных избыточных давлений.
Рисунок 2.5.3 - Эпюра наружных избыточных давлений Расчёт внутренних избыточных давлений. Расчёт внутренних избыточных давлений производится, как и для внешних избыточных давлений для периода времени, когда они достигают максимальных давлений. РВИ = РВ – РН; РВИÞ max. Имеются два таких случая. 1 случай: конец продавки тампонажной смеси при цементировании, когда давление на цементировочной головке достигает максимального значения. H = 2700 м (глубина скважины по вертикали); H1 = 600 м (уровень облегчённой тампонажной смеси за колонной); H2 = 2250 м (граница двух тампонажных смесей); L = 2975 м (глубина скважины по стволу); g = 9, 81 м/с2; ρ БР = 1100 кг/м3; ρ АЭР.Т.С. = 1500 кг/м3 (плотность аэрированного тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); ρ .Т.С. = 1920 кг/м3 (плотность тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); H2.1 = 150 м; H2.2 = 300 м; H2.3 = 450 м; H2.4 = 600 м; H2.5 = 750 м; H2.6 = 900 м; H2.7 = 1050 м; H2.8 = 1200 м; H2.9 = 1350 м; H2.10 = 1500 м; H2.11 = 1650 м; Рисунок 2.5.4 -Цементирование колонны без выхода тампонажного раствора на устье Точка 1® устье скважины РВИ = РВ – РН; РН = 0; РВ = РЦГ; РВИ = РЦГ; РЦГ = Δ РГС + РГД + РСТ, РСТ – дополнительное давление, возникающее при получении сигнала “стоп” принимается 2, 5 3 МПа. Принимаем РСТ = 3 МПа; РВИ = = 14, 67 МПа Точка 2® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = РЦГ = 14, 67 МПа. Точка 2.1® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 48 МПа Точка 2.2® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 44 МПа; Точка 2.3® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 41 МПа; Точка 2.4® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 38 МПа; Точка 2.5® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 34 МПа; Точка 2.6® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 3 МПа; Точка 2.7® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 26 МПа; Точка 2.8® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 23 МПа; Точка 2.9® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 23 МПа; Точка 2.10® уровень аэрированной тампонажной смеси за колонной РВИ = 14, 19 МПа; Точка 3® граница двух тампонажных смесей РВИ = 14, 16 МПа; Точка 4® забой скважины РВИ = 10, 54 МПа. 2 случай: соответствует высоким внутренним давлениям, характерных для опрессовки скважины. В соответствии с «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности» величина давления опрессовки РОП должна составлять: РОП = 1, 1× РУ, (2.57) где РУ – максимальное ожидаемое давление на устье. Для добывающих скважин максимальное давление на устье возникает в начальный момент эксплуатации при закрытом устье. Для нефтяных скважин это давление составит: РУ = РПЛ – 10-6 × g× L× ρ Н, (2.58) где РПЛ – пластовое давление в МПа; L – глубина измерения пластового давления, м; ρ Н – плотность нефти, кг/м3 (см. табл. 1.3.2). В любом случае, давление опрессовки РОП не должно быть ниже минимальных РОПМИН, то есть РОП ≥ РОПМИН, которые в инструкции по расчёту обсадных колонн даны в виде таблицы (для колонны диаметром 177, 8 мм РОПМИН = 9, 5 МПа). В связи с тем что, при бурении интервала 2400 – 2700 м происходит вскрытие трёх нефтяных пластов, необходимо рассчитать РУ для всех пластов: РУ = 24, 00– 10-6× 9, 81× 2400× 796 = 5, 26 МПа; РУ = 24, 595 – 10-6× 9, 81× 2460× 775 = 5, 89 МПа; РУ = 25, 145 – 10-6× 9, 81× 2515× 788 = 5, 71 МПа; Исходя из этого, а также согласно промысловым данным (максимальное давление на устье 5, 73 МПа), принимаем РОП = 9, 5 МПа. H =2700 м (глубина скважины по вертикали); H1=600 м (уровень ТК за колонной); H2=750 м (башмак кондуктора); H3=2250 м (граница двух ТК); g = 9, 81 м/с2; ρ Н= 788 кг/м3; ρ БР = 1100 кг/м3; ρ АЭР.Т.С. = 1500 кг/м3 (плотность аэрированного тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); ρ ПЛ.В = 1010 кг/м3; ρ .Т.С. = 1920 кг/м3 (плотность тампонажного раствора, исходя из 2.5.3.); К = 0, 25 (для колонны диаметром 177, 8 мм) Рисунок 2.5.5 -Опрессовка колонны Точка 1® устье скважины РВИ = 9, 5 МПа. Точка 2® уровень ТК за колонной РВИ = 9, 5 МПа. Точка 3® башмак кондуктора РВИ = 9, 63 МПа. Точка 4® на границе двух ТК РВИ = 9, 26 МПа. Точка 5® забой скважины РВИ = 7, 77 МПа. Рисунок 2.5.6 - Эпюра внутренних избыточных давлений К параметрам обсадной колонны при заданном диаметре относятся: группа прочности материала труб, толщина стенок и длина секций с соответствующей группы прочности и толщиной стенки. Проектируем трубы с резьбой трапециидального профиля и нормальным диаметром муфт (ОТТМ). Для начала расчёта выбираются трубы группы прочности Д так как они наиболее дешёвые. Так как интенсивность искривления скважины до 30 на 10 м и трубы диаметром выше 168 мм (177, 8 мм), поэтому расчёт на страгивающие нагрузки проводится также как для вертикальных скважин без учёта изгиба. Расчёт начинают с определения параметров нижней (1) секции. 1. Секция Определяется требуемая прочность трубы на смятие для 1 секции Р1СМ, которая удовлетворяет условию: Р1СМ ≥ nСМ× Р1НИ, (2.59) где Р1НИ - величина наружного избыточного давления в начале 1 секции (на забое), Р1НИ = 23, 9 МПа. nСМ - коэффициент запаса на смятие внешним избыточным давлением (1, 0 -1, 3), выбираем nСМ1 =1, 3, т.к. коллектор неустойчивый и предполагается раздельная эксплуатация пластов. Р1СМ ≥ 1, 3× 23, 9 > 31, 07 МПа. Находим толщину стенки δ 1, которая обеспечивает найденную прочность на смятие или на критические давления δ 1 = 10, 4 мм исполнения А группы прочности Д. Так как по мере удаления от забоя Р1НИ снижается, то на какой-то глубине могут быть установлены трубы с меньшей толщиной стенки. Находим значение Р2НИ, которое обеспечится прочностью трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ 2 = 9, 2 мм из условия: Р2НИ = Р2СМ / nСМ, (2.60) где: Р2СМ - прочность труб на смятие для следующей за δ 1 толщины δ 2 < δ 1 Р2СМ = 25, 9 МПа. nСМ =1 Р2НИ =25, 9/1=25, 9 МПа. Из условия перекрытия продуктивного пласта на 50 м проектируем L1 - глубину установки первой секции 2350 м по вертикали (2601 м по стволу). Определяется предварительная длина 1-ой секции l1 l1 = LЭК - L1, (2.61) где: LЭК - глубина скважины по стволу, м; L1 - глубина установки первой секции по стволу, м; 11= LЭК – L1= 2975 – 2601 = 374 м; Рассчитывается предварительный вес 1 секции G1 G1 = 11× q1 (2.62) где q1 - вес 1 м. труб 1 секции с толщиной стенки δ 1 = 10, 4 мм (находится в таблице основных характеристик выбранных обсадных труб). q1=0, 428 кН G1 =374× 0, 428= 160, 1 кН Определяются фактические коэффициенты запаса прочности для 2 секции на глубине L1 при длине 1 секции l1 на внутреннее давление: nР = Р2Р / Р2ВИ (2.63) где Р2Р - прочность труб 2 секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 2 = 9, 2 мм, Р2Р = 34, 3 МПа. Р2ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине L1 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р2ВИ = 13, 4 МПа nР = 34, 3/13, 4 = 2, 56 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q2СТР / G1 (2.64) где: Q2СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 2 секции с толщиной стенки δ 2=9, 2 мм, Q2СТР= 1480 кН. G1 - растягивающая нагрузка на 2 секцию, равная весу 1 секции. nСТР =1480/160, 1 = 9, 24 Рассчитанные коэффициенты должны быть больше допустимых коэффициентов запаса прочности. Для диаметров труб от 114 до 219 мм nР=1, 15, nСТР =1, 45. Так как условия прочности для второй секции соблюдаются параметры 1 секции принимаются окончательно: глубина установки L1 = 2601 м интервал установки LЭК – L1 = 2975 – 2601 м вес секции G1 = 160, 1 кН. 2. Секция Группа прочности материала труб для 2 секции принимается такой же, как для 1-ой. Толщина стенок труб для 2 секции δ 2 = 9, 2 мм. Трубы с толщиной стенки δ 2могут быть установлены до глубины, на которой действующее наружное избыточное давление обеспечат трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ 3 < δ 2. Находим значения наружного избыточного давления Р3НИ из условия: Р3НИ = Р3СМ /nСМ, где Р3СМ - прочность труб на смятие для толщины труб δ 3 = 8, 1 мм, Р3СМ = 20, 3 МПа nСМ =1 Р3НИ =20, 3/1=20, 3 МПа. На графике наружных избыточных давлений находим глубину L2, на которой действует Р3НИ (предварительная глубина установки 2 секции). L2 = 2110 м по вертикали (L2=2360 м по стволу). Определяем предварительную длину 2 секции l2 l2 =L1 – L2, где: L1 - глубина установки 1 секции l2 =2601 – 2360 = 241 м. Рассчитываем предварительный вес 2 секции G2 G2 = l2 × q2, где q2 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 2 = 9, 2 мм (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб), q2 = 0, 383 кН G2 =241× 0, 383 = 92, 303 кН. Корректируем прочность на смятие труб 3 секции с толщиной стенок δ 3 = 8, 1 мм в условиях двухосного нагружения *Р3СМ = Р3СМ × (1 – 0, 3× Σ G2 / Q3Т ), где *Р3СМ - прочность на смятие труб 3 секции при двухосном нагружении; Р3СМ - прочность на смятие труб 3 секции при радиальном нагружении [9], Р3СМ = 20, 3 МПа Σ G2 - нагрузка растяжения на 3 секцию, равная сумме откорректированного веса 1 секции *G1 и предварительного веса 2 секции; Q3Т - нагрузка растяжения на пределе текучести для труб 3 секции, Q3Т = 1626 кН *Р3СМ =20, 3× (1 – 0, 3× (160, 1 + 92, 303)/1626) = 19, 36 МПа. Находим новое (откорректированное) значение наружного избыточного давления *Р3НИ, которое обеспечится прочностью труб с толщиной стенки δ 3, но с учетом двухосного нагружения из условия: *Р3НИ = *Р3СМ / nСМ, *Р3НИ =19, 36/1 = 19, 36 МПа. На обобщенном графике наружных избыточных давлений находим новую (откорректированную) глубину установки 2 секции *L2, на которой действует *Р3НИ.*L2 = 1910 м по вертикали (*L2 = 2160 м по стволу). Определяем откорректированную длину 2 секции. *12 = L1 - * L2, где L1 - глубина установки 1 секции. *12 =2601-2160 = 441 м. Рассчитывается откорректированный вес 2 секции *G2 q2 = 0, 383 кН *G2 = *l2 × q2 *G2 =441× 0, 383 =168, 903 кН. и откорректированная сумма весов 2 секций Σ G2: Σ G2= G1 + *G2. Σ G2=160, 1 +168, 903 = 329, 003 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 3 секции на глубине *L2 при откорректированных параметрах 2 секций на внутреннее давление: nР = Р3Р / Р3ВИ, где Р3Р - прочность труб 3 секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 3 [9], Р3Р = 30, 3 МПа Р3ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине *L2 (определяется пообобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р3ВИ = 14, 24 МПа nР = 30, 3/14, 24 = 2, 13 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q3СТР / Σ × G2, где Q3СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 3 секции с толщиной стенок δ 3 = 8, 1 мм, , Q3СТР = 1304 кН Σ *G2 - растягивающая нагрузка на 3 секцию от откорректированного веса 2-х секций. nСТР =1304/332, 83 = 3, 92 Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 3 секции на глубине L2 м при длине 2 секции l2 больше допустимых np=1, 15 и nстр=1, 45, следовательно, условие на прочность выполняется. Так как условия прочности для третьей секции выполняются, откорректированные параметры 2 секции принимаются за окончательные: группа прочности " Д" вес секции *G2 = 168, 903 кН суммарный вес 2 секций Σ *G2= 329, 003 кН 3. Секция Группа прочности материала труб для 3 секции принимается такой же, как для 2 секции. Толщина стенок труб для 3 секции δ 3=8, 1 мм. Трубы с толщиной стенки δ 3могут быть установлены до глубины, на которой действующее наружное избыточное давление обеспечат трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ 4 < δ 3. Находим значения наружного избыточного давления Р4НИ из условия: Р4НИ = Р4СМ /nСМ, где Р4СМ - прочность труб на смятие для толщины труб δ 4 = 6, 9 мм, Р4СМ = 14, 4 МПа Р4НИ =14, 4/1=14, 4 МПа. На графике наружных избыточных давлений находим глубину L3, на которой действует Р4НИ (предварительная глубина установки 3 секции). L3=1583 м по стволу (1380 м по вертикали). Определяем предварительную длину 3 секции l3 l3 =L2-L3, где: L2 - глубина установки 2 секции. l3=2160 -1583 = 577 м. Рассчитываем предварительный вес 3 секции G3 G3 = l3 × q3, где q3 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 3 (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб), q3 = 0, 339 кН G3 =577× 0, 339 = 195, 603 кН. Корректируем прочность на смятие труб 4 секции с толщиной стенок δ 4 в условиях двухосного нагружения *Р4СМ = Р4СМ× (1-0, 3 *Σ G3 / Q4Т ), где *Р4СМ - прочность на смятие труб 4 секции при двухосном нагружении; Р4СМ - прочность на смятие труб 4 секции при радиальном нагружении, Р4СМ = 14, 4 МПа Σ G3 - нагрузка растяжения на 4 секцию, равная сумме откорректированного веса 1 и 2 секций *G1+*G2, а также предварительного веса 3 секции; Q4Т - нагрузка растяжения на пределе текучести для труб 4 секции, Q4Т = 1412 кН *Р4СМ = 14, 4× (1-0, 3× (329, 003 +195, 603)/1412)= 12, 8 МПа. Находим новое (откорректированное) значение наружного избыточного давления *Р4НИ, которое обеспечится прочностью труб с толщиной стенки δ 4, но с учетом двухосного нагружения из условия: *Р4НИ = *Р4СМ / nСМ, *Р4НИ =12, 8/1=12, 8 МПа. На обобщенном графике наружных избыточных давлений находим новую (откорректированную) глубину установки 3 секции *L3, на которой действует *Р4НИ.*L3=1210 м по вертикали (1390 м по стволу). Определяем откорректированную длину 3 секции. *13 = *L2 - *L3, где *L2 - откорректированная глубина установки 2 секции. *13 = 2160 -1390 = 770 м. Рассчитывается откорректированный вес 3 секции *G3 *G3 = *l3 × q3 *G3 =770× 0, 339 =261, 03 кН. и откорректированная сумма весов 3 секций Σ G3: Σ G3= *G1 + *G2 + *G3. Σ G3=329, 003 +261, 03 = 590, 033 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 4 секции на глубине *L3 при откорректированных параметрах 3 секций на внутреннее давление: nР = Р4Р / Р4ВИ, где Р4Р - прочность труб 4 секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 4 [9], Р4Р = 25, 8 МПа Р4ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине *L3 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р4ВИ = 14, 36 МПа nР =25, 8/14, 36 = 1, 8 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q4СТР / Σ × G3, где Q4СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 4 секции с толщиной стенок δ 4, Q4СТР = 1118 кН Σ *G3 - растягивающая нагрузка на 4 секцию от откорректированного веса 3 секций. nСТР =1118/590, 033 = 1, 90 Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 4-ой секции на глубине L3 м при длине 3 секции l3 больше допустимых np=1, 15 и nстр=1, 45, следовательно, условие на прочность выполняется. Условия прочности для четвертой секции выполняются, откорректированные параметры 3 секции принимаются за окончательные: группа прочности " Д" вес секции *G3= 261, 03 кН суммарный вес 3 секций Σ *G3= 590, 033 кН 4. Секция Группа прочности материала труб для 4 секции принимается такой же, как для 3 секции. Толщина стенок труб для 4 секции принята равной δ 4 = 6, 9 мм. Трубы с толщиной стенки δ 4могут быть установлены до глубины, на которой действующее наружное избыточное давление обеспечат трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ 5 < δ 4. Находим значения наружного избыточного давления Р5НИ из условия: Р5НИ = Р5СМ /nСМ, где Р5СМ - прочность труб на смятие для толщины труб δ 5 = 5, 9 мм, Р5СМ = 9, 8 МПа Р5НИ =9, 8/1= 9, 8 МПа. На графике наружных избыточных давлений находим глубину L4, на которой действует Р5НИ (предварительная глубина установки 4 секции). L4= 1050 м по стволу (930 м по вертикали). Определяем предварительную длину 4 секции l4 l4=L3-L4, где L3 - глубина установки 3 секции. l4=1390 – 1050 = 340 м. Рассчитываем предварительный вес 4 секции G4 G4 = l4 × q4, где q4 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 4 (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб), q4 = 0, 294 кН G4 =340× 0, 294 = 99, 96 кН. Корректируем прочность на смятие труб 5 секции с толщиной стенок δ 5 в условиях двухосного нагружения *Р5СМ = Р5СМ × (1-0, 3 × Σ G4 / Q5Т ), где: *Р5СМ - прочность на смятие труб 5 секции при двухосном нагружении; Р5СМ - прочность на смятие труб 5 секции при радиальном нагружении, Р5СМ = 9, 8 МПа Σ G4 - нагрузка растяжения на 5 секцию, равная сумме откорректированного веса 1, 2 и 3 секций *G1+*G2+*G3, а также предварительного веса 4 секции; Q5Т - нагрузка растяжения на пределе текучести для труб 5 секции (значение из таблицы в Инструкции по …), Q5Т = 1216 кН *Р5СМ =9, 8× (1-0, 3× (590, 033 + 99, 96)/1216) = 8, 13 МПа. Находим новое (откорректированное) значение наружного избыточного давления *Р5НИ, которое обеспечится прочностью труб с толщиной стенки δ 5, но с учетом двухосного нагружения из условия: *Р5НИ = *Р5СМ / nСМ, *Р5НИ =8, 13/1=8, 13 МПа. На обобщенном графике наружных избыточных давлений находим новую (откорректированную) глубину установки 4 секции *L4, на которой действует *Р5НИ.*L4 = 760 м по вертикали (841 м по стволу). Определяем откорректированную длину 4 секции. *14 = *L3 - *L4, где *L3 - откорректированная глубина установки 3 секции. *14 =1390 – 841 = 549 м. Рассчитывается откорректированный вес 4 секции *G4 *G3 = *l4 × q4 *G4 =549× 0, 294 = 161, 406 кН. и откорректированная сумма весов 4секций Σ G4: Σ G4= *G1 +*G2+*G3+*G4 Σ G4= 590, 033 + 161, 406 = 751, 439 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 5 секции на глубине *L4 при откорректированных параметрах 4 секций на внутреннее давление: nР = Р5Р / Р5ВИ, где: Р5Р - прочность труб 5 секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 5 (найдено по таблице в Инструкции…), Р5Р = 22, 1 МПа Р5ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине *L4 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р5ВИ = 14, 46 МПа nР =22, 1/14, 46 = 1, 53 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q5СТР / Σ *G4, где Q5СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 5-ой секции с толщиной стенок δ 5, Q5СТР = 1118 кН Σ *G4 - растягивающая нагрузка на 5 секцию от откорректированного веса 4 секций. nСТР =1118/ 749, 39 = 1, 49 Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 5-ой секции на глубине L4 м при длине 4 секции l4 больше допустимых np=1, 15 и nстр=1, 45, следовательно, условие на прочность выполняется. Откорректированные параметры 4 секции принимаются за окончательные: группа прочности " Д" вес секции *G4= 161, 406 кН суммарный вес 4-х секций Σ *G4= 751, 439 кН 5. СекцияПроектируем трубы с толщиной стенки δ 5=5, 9 мм исполнения А группы прочности " Д". Определим возможно ли установить трубы с толщиной стенки δ 5=5, 9 мм исполнения А группы прочности " Д" до устья длина l5 5 секции l5=L4-L5, где L4 - глубина установки 4 секции, равная 0 м l5=841- 0 = 841 м. Рассчитываем 5 секции G5 G5 = l5 × q5, где q5 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 5 (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб). G4 =841× 0, 252 = 211, 932 кН. Сумма весов 5 секций Σ G5: Σ G5= *G1 +*G2+*G3+*G4+*G5. Σ G5=751, 439 + 211, 932 = 963, 371 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 5 секции на глубине L5 при параметрах 5-ти секций на внутреннее давление: nР = Р6Р / Р6ВИ, где: Р6Р - прочность труб 5 секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 6 (найдено по таблице в Инструкции…), Р6Р = 22, 1 МПа Р6ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине *L5 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р6ВИ = 14, 67 МПа nР =22, 1/14, 67= 1, 51 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q6СТР / Σ × G5, где Q6СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 6 секции столщиной стенок δ 6, Q6СТР = 1118 кН Σ *G5 - растягивающая нагрузка на 5 секцию от откорректированного веса 4-х секций. nСТР =1118/ 963, 371 =1, 16 < 1, 45 Рассчитанный коэффициенты запаса прочности для 5 секции на глубине L4 м при длине 4 секции l4 меньше допустимых (nР = 1, 15, nстр=1, 45), следовательно, условие на прочность не выполняется. Поэтому дальнейший расчет ведется по этим видам нагрузок. Для последующих секций толщина стенок увеличивается. Определяем длину секции: 15 = (Q5СТР / nСТР - Σ G) / q5 = (1118/1, 45 - 751, 439)/0, 294 = 67 м (4.15) Глубина установки 5 секции равна: L5 = *L4 - 15= 841 – 67 = 774 м по стволу (705 м по вертикали) Рассчитываем предварительный вес 5 секции G5 G5 = l5 × q5, где q5 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 5 (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб), q5 = 0, 294 кН G5 =67× 0, 294 = 19, 698 кН. Σ G5 = Σ *G4 + G5 = 751, 439 + 19, 698= 771, 137 кН Σ G5 - нагрузка растяжения на 6 секцию, равная сумме откорректированного веса 1, 2, 3, 4 секций *G1+*G2+*G3+G4, а также предварительного веса 5 секции; Определяем фактический коэффициент запаса прочности для 6 секции на глубине L5 при откорректированных параметрах 5 секций на внутреннее давление: nР = Р6Р / Р6ВИ, где Р6Р - прочность труб 6-ой секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 6 = 8, 1 мм (найдено по таблице в Инструкции…), Р6Р = 30, 3 МПа Р6ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине L5 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р6ВИ = 14, 48 МПа nР =30, 3/14, 48 = 2, 1 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q6СТР / Σ *G5, где Q6СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 6 секции с толщиной стенок δ 6 = 8, 1 мм [9], Q6СТР = 1304 кН Σ G5 - растягивающая нагрузка на 6 секцию от откорректированного веса 5 секций. nСТР =1304/ 771, 137 = 1, 69 Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 5 секции на глубине L5 м при длине 5 секции l5 больше допустимых np=1, 15 и nстр=1, 45, следовательно, условие на прочность выполняется. Откорректированные параметры 5-ой секции принимаются за окончательные: группа прочности " Д" вес секции G5 = 19, 698 кН суммарный вес 5 секций Σ G5 = 771, 137 кН 6. Секция Проектируем трубы с толщиной стенки δ 6 = 8, 1 мм исполнения А группы прочности " Д". Определяем длину секции: 16 = (Q6СТР / nСТР - Σ G)/q6 = (1304/1, 45 - 771, 137)/0, 339 = 378 м Глубина установки 6 секции равна: L6 = L5 – 16= 774 – 378 = 396 м по стволу (376 м по вертикали) Рассчитываем предварительный вес 6 секции G6 G6 = l6 × q6, где q6 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ 6 (значение из таблицы сортамента выбранных обсадных труб), q6 = 0, 339 кН G6 =378× 0, 339 = 128, 142 кН. Σ G6= Σ G5 + G6 =771, 137 +128, 142 = 899, 279 кН Σ G6 - нагрузка растяжения на 7 секцию, равная сумме откорректированного веса 1, 2, 3, 4 секций *G1+*G2+*G3 +G4 +G5, а также предварительного веса 6 секции; Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 7 секции на глубине L6 при откорректированных параметрах 6 секций на внутреннее давление: nР = Р7Р / Р7ВИ, где: Р7Р - прочность труб 7 – ой секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ 7 = 9, 2 мм [9], Р7Р = 34, 3 МПа Р7ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине L6 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений), Р7ВИ = 14, 67 МПа nР =34, 3/14, 67 = 2, 34 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q7СТР / Σ G6, где: Q7СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 7 секции с толщиной стенок δ 7 = 9, 2 мм, Q7СТР = 1480 кН Σ G6 - растягивающая нагрузка на 7 секцию от откорректированного веса 6 секций. nСТР =1480/899, 279 = 1, 65 Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 6 секции на глубине L6 м при длине 6 секции l6 больше допустимых np=1, 15 и nстр=1, 45, следовательно, условие на прочность выполняется. Откорректированные параметры 6 секции принимаются за окончательные: Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 926; Нарушение авторского права страницы