Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

труб с б = 9 мм; Р г и Р 2 — создаваемая нагрузка для растяжения колонны бурильных труб в кгс;

Р„ — Р1 = 70 дел. —60 дел. = 10 дел.

Таким образом, разность натяжения составит:

120 *10 - 8 -- 9600 кгс.

АI — 15 см — разность удлинений бурильной колонны, соответству­ ющая указанным выше нагрузкам.

Тогда

п = 1,05 2,1'9бо038,7 15 = 133 000 см = 1330 м-

П р и м е ч а н и е . Вышеприведенную формулу можно записать так

£ н . П — К н . п

где

EF

Кв. п = 1,05 —д 5—.

Г2 — ^1

Значение коэффициента 7fH. п можно брать из табл. 11.

Т а б л и ц а И

Определение места прихвата зависит от точности измерения удли­ нения. Поэтому приводим описание практического способа определе­ ния места прихвата, с помощью которого получаются наилучшие ре­ зультаты.

104

1. Прихваченная колонна бурильных труб растягивается под действием силы Р х, которая по индикатору веса должна быть на пять делений больше нормального веса колонны в свободно подвешенном состоянии (предполагается, что вес колонны был известен перед при­ хватом). При этом на бурильной трубе делается отметка на уровне стола ротора.

2. Колонна растягивается с силой, которая по индикатору веса на пять делений больше предыдущей нагрузки, а затем разгружается до положения стрелки индикатора, равного предыдущему. Снова делается отметка на бурильной трубе, которая вследствие трения

вталевой системе возможно и не будет совпадать с первой.

3.Расстояние между этими двумя отметками делится на две рав­ ные части, и делается пометка на трубе, соответствующая нагрузке Р х.

4.Прихваченная колонна снова растягивается под действием

нагрузки Р 2, большей Р г на 10—20 делений шкалы индикатора веса. Величина силы Р 2 должна быть соизмерима с площадью поперечного сечения тела труб и физико-механическими свойствами материала последних, с тем чтобы деформации, вызванные этой силой, были упругими. Полученное при этом удлинение отмечается на трубе.

5. Колонна снова растягивается под действием силы, на пять делений большей Р 2, а затем нагрузка снимается до первоначальной величины Р 2. Новое положение также отмечается. Средняя отметка между ними представляет собой удлинение, соответствующее силе Р 2.

6- Точно измеряется расстояние между верхней и нижней отмет­ ками, которое и дает искомое удлинение неприхваченной части бурильных труб, т. е. АI.

РАСЧЕТ НЕФТЯНОЙ (ВОДЯНОЙ ИЛИ КИСЛОТНОЙ) ВАННЫ

Задача 64. Произвести расчет нефтяной ванны для освобождения

VH= 0,785 (DtKB- D2) Нх+ 0,785d?H2,

где D CKB— диаметр скважины в м.

DCKB= KDa= 1,2 • 295 = 354 мм = 0,354 м.

Здесь К — коэффициент, учитывающий увеличение диаметра сква­ жины за счет образования каверн, трещин и пр. (величина его колеб­ лется в пределах 1,05—1,3); D = 0,140 м — наружный диаметр

105

бурильных труб в м; Н 1 — высота подъема нефти в затрубном про­ странстве. Нефть поднимают на 50—100 м выше места прихвата:

Я ^ Я - Д н . п + ^О-МОО),

Нг = 2300 - 2000 + 100 = 400 м;

d — внутренний диаметр бурильных труб в м.

d = £>—26 = 140 —2 .8 = 124 мм = 0,124 м.

6 = 8 мм — толщина стенки бурильных труб; Н 2 — высота столба нефти в трубах, для того чтобы периодически (через 1—2 ч) подка­ чивать нефть в затрубное пространство. Принимая Н 2 = 200 м, находим

FH= 0,785 (0,3542 — 0,1402) 400 + 0,785 • 0,1242 • 200 = 35,8 м3.

Количество глинистого раствора для продавки нефти равно

^ Г Л . Р = - ^ ( Я - Я 2).

Кгл. р = 344 ~°’1242 (2 3 0 0 - 200) = 25,4 м3.

Определим максимальное давление при закачке нефти, когда за бу­ рильными трубами находится глинистый раствор, а сами трубы запол­ нены нефтью

Считая, что нефтяная ванна будет производиться при помощи агре­ гата ЦА-300, мощность двигателя которого N = 120 кВт, можем определить возможную подачу насоса

106

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ПОЛОМКИ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПО ИНДИКАТОРУ ВЕСА

Задача 65. После спуска 146-мм бурильной колонны на глубину 2800 м индикатор веса над забоем показал 80 делений. В процессе бурения произошла поломка бурильной колонны, в результате чего индикатор веса показал 71 деление. Определить, на какой глу­ бине произошла поломка бурильных труб.

Решение. Вес бурильной колонны при этом уменьшился на 80—

— 71 = 9 делений. Согласно данным табл. 35 приложения, 80 деле­ ниям индикатора соответствует усилие на одном конце талевого каната 9240 кгс, а 70 делениям — 7850 кгс. Тогда цена одного деле­ ния индикатора между 70 и 80 делениями равна

9240— 7850 = 139 кгс.

10

Уменьшение веса бурильной колонны в кгс, соответствующее 9 деле­ ниям, составляет

Q = 139 • 8 • 9 = 10 008 кгс.

Здесь цифра 8 — число рабочих струн при оснастке 4 x 5 . Определим, какой длине бурильной колонны соответствует вес

10 008 кгс.

где угл и у,,,. — соответственно удельный вес глинистого раствора 1,3 гс/см3 и стали 7,85 гс/см3; q = 39,2 кг — вес 1 м 146-мм буриль­ ных труб (см. табл. 9 приложения). Таким образом, поломка буриль­ ных труб произошла на глубине

h —2800 — 306 = 2494 м.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ УСИЛИЙ ПРИ РАСХАЖИВАНИИ ПРИХВАЧЕННЫХ БУРИЛЬНЫХ, ОБСАДНЫХ И НАСОСНО­

ченной бурильной колонны определяется по формуле

где ат — предел текучести материала труб в кгс/см2; ^ = 29,8 см2— площадь поперечного сечения тела гладкой части бурильной трубы

107

(см. табл. 9 приложения); К — запас прочности, который при рас­ четах, связанных с освобождением прихваченной бурильной колонны, можно принимать в пределах 1 ,3 — 1 ,2 , а иногда и ниже.

Тогда

<?доп = - т т г 2 9 ,8 = 8 2 0 0 0 кгс = 8 2 тс.

П р и м е ч а н и е . Допустимые усилия при расхаживании прихваченных обсадных и насосно-компрессорных колонн определяются аналогично.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОГО УГЛА ЗАКРУЧИВАНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПРИ ПРИХВАТАХ

Задача 67. Определить допустимый угол закручивания (допу­ стимое число оборотов) бурильной колонны диаметром 114 мм с выса­ женными внутрь концами, прихваченной на глубине Ья п = 2500 м, при ее отбивке ротором. Материал труб — сталь группы прочности Д, б = 10 мм, натяжение бурильной колонны (?доп = 50 тс, запас прочности, связанный с освобождением прихваченной бурильной

колонны, спущенной на глубину 1800 м, установлены два гидравли­ ческих домкрата, имеющих 25,4-см цилиндры. Какое давление должно быть на манометре, если для освобождения бурильных труб подъемная сила домкрата должна превосходить на 30% собственный вес прихваченной колонны. Толщина стенки бурильных труб 10 мм, вес 1 м трубы 28,9 кг.

Решение. Подъемная сила домкратов равна

(?под — l,3gL = 1,3 • 28,9-1800 = 67 600 кгс.

108