Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 156
Скачиваний: 0
гДе (?доп — допустимая растягивающая нагрузка на теле трубы первой секции
01 _ ^ Е .
Здесь QI — растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести. Согласно данным табл. 9 при ложения, QI = 130 тс.
П р и м е ч а н и е . |
Величину |
Qp можно также |
определить |
по |
формуле |
|
e P = -JO>2-d2)ffT, |
|
|
|
|
где D u d — соответственно наружный и внутренний диаметры |
бурильных |
||||
труб в см; стт — предел текучести |
материала труб в кгс/см2. |
|
|
||
К — коэффициент |
запаса |
прочности. К |
принимается |
равным |
|
1,3 для нормальных и 1,4 для осложненных условий бурения (коэф фициент запаса прочности принят по отношению к пределу текучести материала труб без учета потерь веса колонны в жидкости). Исходя из нормальных условий бурения, принимаем К = 1,3.
Тогда |
|
|
|
Qh>„ = |
= |
100 000 кгс. |
|
F о — площадь поперечного сечения |
канала гладкой части буриль |
||
ной трубы. Согласно данным табл. |
9 приложения, F о = |
132,7 см2. |
|
П р и м е ч а и и е. Величину F0 можно также определить |
по формуле |
||
|
Fn = —7- d%, |
|
|
где Л — внутренний диаметр |
бурильных |
труб в см. |
|
qпР — приведенный вес 1 м бурильной трубы типа ТБПВ диаметром 146 мм с толщиной стенки 8 мм.
Согласно данным табл. 9 приложения, |
= 31,4 кг. |
П р и м е ч а н и е . Если бурение производится бурильными трубами с вы саженными внутрь или наружу концами и навинченными замками, тогда приве денный вес 1 м бурильной трубы определяется по формуле
9пр— |
2<? + <7в + Яз |
|
I |
где I — длина одной бурильной трубы в м; q — вес 1 м гладкой части трубы
в кг; qB — вес высаженных концов в'кг; q3 — вес одного замка в кг. Величины I, q, qB, с/з приведены в табл. 9 приложения.
Принимая член ^1 — = 1, т. е. без учета потерь веса ко
лонны в жидкости, и подставляя значения компонентов в формулу для определения /£ош находим
П |
100 000— (75-192 + 2000) 1 -50 -132 .7 |
+ 75 = 2535 м. |
“-доп ■ |
31,4-1 |
|
|
|
|
2* |
|
19 |
Следовательно, нижняя часть бурильной колонны с учетом длины труб УБТ равна 2535 м и может быть составлена из труб УБТ длиной 75 м, бурильных труб, изготовленных из стали группы прочности Д, с толщиной стенки 6 = 8 мм, длиной 2460 м, а верхняя часть — из труб стали группы прочности Д с толщиной стенки более 8 мм или из стали группы прочности К с толщиной стенки 8 мм. Принимая трубы стали группы прочности Д с толщиной стенки 6 = 9 мм, опре
делим длину второй верхней секции колонны по формуле
|
(ОН |
_ Л 1 |
|
||
|
^ |
Доп |
|
V flдоп |
|
|
Iп |
|
|
Угл. |
р \ |
|
?пр |
( 1 |
|
||
|
|
Ум |
/ |
||
где ЗДод — допустимая |
растягивающая |
нагрузка для бурильной |
|||
трубы второй секции |
|
|
|
|
|
и |
145 000 |
= 111800 кгс. |
|||
Qдоп |
1,3 |
|
|||
|
|
|
|
||
Qр1 — растягивающая нагрузка для труб второй секции, при которой
напряжение в теле трубы достигает предела текучести. Согласно данным табл. 9 приложения, ЭД1 = 145 тс; — приведенный вес
1 м бурильной трубы типа ТБПВ диаметром 146 мм с толщиной стенки 9 мм. Согласно данным табл. 9 приложения gf/p = 34,5 кгс.
Принимая член (1 — 'Угл- ^ ) = 1 и подставляя данные в формулу
\Ym /
для определения 1и , находим
Iи |
111 800— 100 000 |
= 345 м . |
34,5 • 1 |
Общая длина колонны равна
I = Д0П+ 1и = 2535 + 345 = 2880 ,ц.
Проектная глубина бурения 3100 м, а суммарная длина первой и вто - рой секций труб с толщиной стенки 8 и 9 мм равна 2880 м, поэтом у определим длину третьей секции труб с толщиной стенки 10 мм .
. __ |
ЛИI _ л п |
|
чгдоп |
Чгдоп |
|
Фдоп определяем аналогично ^>^0П |
|
|
<?$, = |
|
= 123 000 кгс. |
?пр = 3 7 ,4 кгс — приведенный |
вес |
1 м бурильной трубы третьей |
секции с толщиной .стенки 10 мм, согласно данным табл. 9 приложе ния.
20
Принимая член (1 — 1?гл~р ) = 1 и подставляя данные в формулу для
\Тм /
определения /ш , получаем
Ihi — |
123 000 — 111 800 |
= 295 м. |
37,4 •1 |
Общая длина колонны равна
I = 2535 + 345 + 295 = 3175 м.
Принимаем 1т = 220 м.
Определим вес колонны с учетом веса УБТ и турбобура
(?б. к — (^ДОП ^у) ?п р "Ь ^ ц 9 п р + ^ ш й р 1 + 1уЧу Ят
Q6mк = (2535 - 75) 31,4 + |
345 • 34,5 + |
220 • 37,4 + 75 • 192 + |
+ 2000 = |
ИЗ 600 кг = |
113,6 т. |
П р и м е ч а н и е . Для двухразмерной колонны, состоящей в верхней части из труб большего размера, длина нижней первой ступени определяется по формуле
/I |
О доп' - 0 у 9 у + 9 т ) |
( l ~ |
Р) -Ро^о |
|
Ь'ЛС |
Угл. р |
/у, |
||
|
9пр ^1 |
чУ |
||
|
Ум |
) |
||
длина верхней |
ступени — по формуле |
|||
|
|
|||
|
Qkln |
Qroti |
Р о П |
|
|
■'ll |
|
|
|
где 1'к — разность площадей проходных сечений труб верхней и нижней ступени в см2.
Для трехразмерной колонны длина третьей ступени равна
II I I |
0 доп |
|
Qдоп РО^К |
?прШ |
(1 YrJ1- р \ |
||
|
\ |
1 |
|
|
|
YM / |
|
где — разность площадей проходных сечений труб третьей и второй ступени. Остальные значения букв, входящих в формулы, приведены выше.
РАСЧЕТ КОЛОННЫ ТРУБ ЛБТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ТУРБИННОМ СПОСОБЕ БУРЕНИЯ
Задача 14. Рассчитать трубы ЛБТ на прочность для турбинного способа бурения скважины глубиной Н = 5100 м.
Данные для расчета: бурильные трубы типа ЛБТ диаметром D — = 114 мм с толщиной стенки б = 10 мм; вес турбобура ТС4-65/ 8*
составляет qT = 1920 кг; размер |
долота D A = |
190 мм; перепад да |
вления в турбобуре и долоте ро |
= 56 кгс/см2. |
Длина 146-мм УБТ |
21
равна ly — 100 ы; удельный вес буровой жидкости угл |
= 1,25 г/см3; |
||||
удельный вес материала труб ЛЁТ ум = |
2,8 гс/см3. |
|
|||
Решение. Допустимая глубина бурения данной колонной труб |
|||||
ЛБТ равна |
|
|
|
|
|
(?доп — 0т?у+<7т) |
— ^"ум Р ) — |
Ьу, |
|||
Япр ([ |
VrjT- р \ |
||||
|
|||||
\ |
Ум |
J |
|
||
где (?доп — допустимая растягивающая |
нагрузка |
на тело трубы |
|||
О — Лв. |
» |
|
|
||
ЧГДОП — |
£ |
|
|
||
Qр — растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести. Согласно данным табл. 13 при ложения, Qp = 107 тс; К — коэффициент запаса прочности по пре делу текучести для растягивающих нагрузок, равный 1,25.
Тогда
|
0 ДОП = |
85>7 |
|
|
|
qy — 97 кг — вес 1 |
м труб УБТ |
(см. табл. 10 |
приложения); |
F о = |
|
= 69,4 см2 — площадь поперечного сечения канала |
гладкой |
части |
|||
трубы (см. табл. 13 |
приложения); |
|
|
|
|
qnp = 10,7 кг — вес |
1 м трубы ЛБТ длиной |
12 м |
с учетом |
веса |
|
утолщенных концов и веса замка |
(см. табл. 13 |
приложения). |
|
||
При расчете колонны ЛБТ на прочность учитываются их потерн
в весе в промывочной жидкости. |
|
|
|
Подставляя данные в формулу |
для |
определения /доп, получаем |
|
85 700 — (1 0 0 - 9 7 + 1920) ( 1 - 4 |
^ ) |
— 56 •69,4 |
|
/доп = ------------------------7----- . 2’8 У------------------ Ч- 100= 12 800 м. |
|||
10'7 ( ‘ - ¥ |
) |
|
|
Принимаем I — 5100 м. |
|
|
|
Общий вес колонны с учетом УБТ и турбобура составляет |
|||
С?б. к — (Z |
/ у) (7пр / у9у ~Ь 9т |
||
<?б. к = (5100 - 100) 10,7 + 100 • 97 + 1920 = 65 120 кг = 65,12 т.
П р и м е ч а н и е . При использовании ЛБТ применяется оснастка тале вой системы 3 X 4 , скорость спуска бурильной колонны значительно возрастает. В этом случае возможно, что интенсивность заполнения колонны промывочной жидкостью окажется недостаточной. Поэтому во избежание смятия ЛБТ в про цессе спуска бурильной колонны рекомендуется устанавливать один пли не сколько перепускных клапанов.
РАСЧЕТ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ БУРЕНИИ ЭЛЕКТРОБУРОМ
Задача 15. Рассчитать на прочность бурильную колонну для буре ния скважины глубиной Н = 2200 м электробуром Э250/8.
22