ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 291
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.8 Расчет и выбор конструкции обсадных колонн
2.8.1 Расчет эксплуатационной колонны.
Расчет эксплуатационной колонны производился на ПК «Инженерные расчеты строительства скважин»
| | |
 Рисунок 2.17 – Конструкция скважины | |
| | |
 Рисунок 2.20 – Эпюры избыточных внутренних давлений Р   исунок 2.18 – Эпюры внутренних давлений | Рисунок 2.21 – Эпюры избыточных наружных давлений Р   исунок 2.19 – Эпюры наружных давление |
| | |
| Р  исунок 2.22– Растягивающая нагрузка  Рисунок 2.24 – Растягивающая нагрузка в клиновом захвате |   Рисунок 2.25 – КЗП (наружнее избыточное давление) Рисунок 2.23 – КЗП (внутреннее избыточное давление) |
| | |
| Таблица 2.13 - Секции обсадной колонны | |||||||||||||||||||||||||||||
| № секции | Тип элемента | Длина, м | Тип соединения | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Группа прочности | Вес 1 м, кг | ||||||||||||||||||||||
| 1 | обсадная труба | 200 | НОРМКА | 168,3 | 7,3 | Д | 29,9 | ||||||||||||||||||||||
| 2 | обсадная труба | 1729 | НОРМКА | 168,3 | 7,3 | Д | 29,9 | ||||||||||||||||||||||
| 3 | обсадная труба | 928 | НОРМКА | 168,3 | 7,3 | Е | 29,9 | ||||||||||||||||||||||
| 4 | обсадная труба | до устья | НОРМКА | 168,3 | 8 | Е | 32,5 | ||||||||||||||||||||||
| Таблица 2.14 - Коэффициенты запаса прочности секций обсадной колонны | |||||||||||||||||||||||||||||
| № секции | Описание | Наружное давление | Внутреннее давление | Растяжение по резьбе | Растяжение по телу трубы | Растяжение в клиновом захвате | |||||||||||||||||||||||
| 1 | НОРМКА 168,3x7,3 Д | 1 | 1,15 | 1,45 | 1,25 | 1,3 | |||||||||||||||||||||||
| 2 | НОРМКА 168,3x7,3 Д | 1 | 1,15 | 1,45 | 1,25 | 1,3 | |||||||||||||||||||||||
| 3 | НОРМКА 168,3x7,3 Е | 1 | 1,15 | 1,45 | 1,25 | 1,3 | |||||||||||||||||||||||
| 4 | НОРМКА 168,3x8 Е | 1 | 1,15 | 1,45 | 1,25 | 1,3 | |||||||||||||||||||||||
| Таблица 2.15 - Эксплуатационный объект | |||||||||||||||||||||||||||||
| Глубина кровли (верт.), м | 2828 | Давление в конце эксплуатации, МПа | 1 | ||||||||||||||||||||||||||
| глубина подошвы (верт.), м | 2859 | коэффициент запаса прочности на смятие в фильтровой зоне | 1,2 | ||||||||||||||||||||||||||
| глубина снижения уровня жидкости при освоении (верт.), м | 1500 | глубина снижения уровня жидкости при испытании колонны на герметичность (верт.), м | 1000 | ||||||||||||||||||||||||||
| плотность жидкости при освоении, кг/м3 | 1000 | плотность жидкости при испытании колонны на герметичность, кг/м3 | 1000 | ||||||||||||||||||||||||||
| глубина снижения уровня жидкости в конце эксплуатации (верт.), м | 1000 | испытание колонны на герметичность (снижением уровня жидкости) | расчёт проводился | ||||||||||||||||||||||||||
| плотность жидкости в период поздней эксплуатации, кг/м3 | 960 | испытание продуктивных горизонтов (освоение) | расчёт не проводился | ||||||||||||||||||||||||||
| Таблица 2.16 - КЗП / нагрузки | |||||||||||||||||||||||||||||
| Секция | КЗП (наруж.) | КЗП (внутр.) | Нагрузки, т | | |||||||||||||||||||||||||
| описание | от (ствол), м | до (ствол), м | норм. | факт. | норм. | факт. | допуст. (растяж.) | допуст. (клин. захват) | факт. | натяж. | КЗП (растяж.) | макс. инт. искривл., град/10 м | |||||||||||||||||
| НОРМКА 168,3×8 Е | 0 | 190 | 1,000 | >10 | 1,150 | 3,98 | 93,39 | 123,09 | 89,77 | 45,72 | 1,469 | 0,800 | |||||||||||||||||
| НОРМКА 168,3×7,3 Е | 190 | 1118 | 1,000 | 6,405 | 1,150 | 3,70 | 84,05 | 112,81 | 83,72 | - | 1,469 | 0,800 | |||||||||||||||||
| НОРМКА 168,3×7,3 Д | 1118 | 2847 | 1,000 | 2,159 | 1,150 | 2,76 | 56,86 | 77,66 | 56,52 | - | 1,482 | 0,800 | |||||||||||||||||
| НОРМКА 168,3×7,3 Д | 2847 | 3047 | 1,200 | 1,880 | 1,150 | 3,26 | 56,86 | 77,66 | 5,86 | - | 1,482 | 0,800 | |||||||||||||||||
| Таблица 2.17 - Натяжение эксплуатационной колонны | |||
| Длина свободной части колонны, м | 1,00 | Плотность бурового раствора за колонной, кг/м3 | 0,00 |
| наружный диаметр колонны, мм | 168,30 | плотность флюида при эксплуатации, кг/м3 | 960 |
| средний внутренний диаметр трубы, мм | 152,30 | температура на забое, градус Цельсия | 90,00 |
| средняя площадь сечения труб, см2 | 40,29 | температура на устье при эксплуатации, градус Цельсия | 60,00 |
| максимальное внутреннее давление на устье, МПа | 0,00 | статическая температура на устье, градус Цельсия | 15,00 |
| вес свободной (незацементирю) части колонны, кН | 0,32 | средняя температура нагрева (охлаждения) ΔT, градус Цельсия | 44,99 |
| осевое усилие, возникающее в колонне в результате температурных изменений Р1, кН | 456,79 | осевое усилие, возникающее в колонне в результате действия внешнего и внутреннего гидростатического давления Р3, кН, | -0,15 |
| осевое растягивающее усилие, возникающее в результате действия внутреннего устьевого давления в процессе эксплуатации Р2, кН | 0,00 | усилие натяжения QH, кН | 457,25 |
2.8.2 Обоснование скорости спуска обсадных колонн.
В процессе спуска колонны без ограничения скорости спуска, особенно при малых кольцевых зазорах, возможны гидроразрыв горных пород и поглощение промывочной жидкости вследствие возникновения высоких гидродинамических давлений. Наиболее опасная ситуация возникает при спуске обсадной колонны с закрытым обратным клапаном, поскольку вся жидкость, вытесняемая колонной, движется только по заколонному пространству. Рассмотрим случай спуска колонны с закрытым нижним концом.
При перемещении колонны, например, вниз вместе с ней будет двигаться часть смежного слоя жидкости. Поэтому жидкость, вытесняемая колонной, движется вверх не по всему сечению, а лишь по наружной части его.
Среднюю эффективную скорость
выходящего потока можно определить по формуле:
, (2.6)где
– скорость спуска труб, м/с;
– поправка, учитывающая искажение профиля скоростей, принимают равной 0,5.Чтобы при спуске не было поглощений, необходимо ограничивать гидродинамическое давление, которое при спуске колонны складывается из двух компонентов: одного зависящего от скорости, которую приобрела жидкость к концу предшествовавшего момента времени, и второго инерционного, зависящего от ускорения движения жидкости в рассматриваемый момент. Так при турбулентном режиме течения это условие можно записать, как:
, (2.7)где
– коэффициент гидравлических сопротивлений.
, (2.8)где
– скорость восходящего потока вытесняемой жидкости;
– ускорение движения жидкости;
– глубина пласта, в которой возможно поглощение;
–коэффициент, учитывающий. Увеличение гидравлическихс опротивлений в заколонном пространстве за счет муфт на обсадных трубах и элементов технологической оснастки:
, (2.9)где
– коэффициент местных сопротивлений для муфтового сужения.
, (2.10)Положив
